Strona:M. Skłodowska-Curie - Promieniotwórczość.djvu/27

Z Wikiźródeł, wolnej biblioteki
Ta strona została przepisana.

sowych. Jony powstają w roztworze i zarazem ulegają rekombinacji. W stanie statecznym istnieje określony stosunek pomiędzy liczbą drobin zjonizowanych i całkowitą liczbę, drobin. Stosunek ten nazywamy stopniem dysocjacji. Jeżeli w chwili początkowej stężenie roztworu nie jest jednakowe we wszystkich punktach, roztwór staje się z czasem jednorodny w skutek dyfuzji, spowodowanej ruchami molekularnymi. Zjawisko dyfuzji nie prowadzi do oddzielania się jonów przeciwnego znaku. Nernst pokazał, że następstwem elektrycznego przyciągania się różnoimiennych jonów jest powstawanie pewnej wspólnej prędkości dyfuzji: jeżeli warstwa kationów wyprzedza warstwę anionów lub odwrotnie, powstaje w danym miejscu pole elektryczne, które wyrównywa prędkości.
Pole elektryczne wytworzone w elektrolicie za pomocą dwóch elektrod, między którymi istnieje różnica potencjałów V, kieruje jony dodatnie ku elektrodzie ujemnej czyli katodzie, jony zaś ujemne ku elektrodzie dodatniej czyli anodzie. W ten sposób zachodzi przenoszenie się elektryczności, którem u towarzyszy przenoszenie materii w ilości proporcjonalnej do ładunku, zgodnie ze znanymi prawami elektrolizy.
Podstawowy wzór, pozwalający obliczyć gęstość prądu, otrzymamy biorąc pod uwagę rurkę prądu, zawartą pomiędzy dwiema równoległymi płytkami A i C, między którymi istnieje jednostajne pole elektryczne skierowane od A (anody) do C (katody) (rys. 1). Gęstość prądu j jest to ilość elektryczności przechodząca w jednostce czasu przez jednostkę przekroju rurki. W przenoszeniu elektryczności biorą udział zarówno jony dodatnie jak i ujemne przesuwające się w kierunkach przeciwnych; prąd elektryczny pochodzący od anionów dodaje się do prądu wytworzonego przez kationy. Ponieważ ruch jonów zachodzi w środowisku stawiającym opór analogiczny do tarcia płynu, zakładamy, że każdy jon uzyskuje określoną prędkość, proporcjonalną do natężenia h pola elektrycznego. Prędkości u1 i u2 anionów i kationów są przeto równe k1h i k2h, gdzie k1 i k2 są to stałe współczynniki zwane ruchliwościami. Ilość elektryczności danego znaku, przechodzącej przez jednostkę przekroju w jednostce czasu, jest równa sumie ładunków tego znaku, zawartych wewnątrz cylindra o podstawie 1 cm2 i wysokości równej prędkości jonów. Jeżeli c oznacza stężenie molekularne w gramodrobinach, d stopień dysocjacji, F ładunek jonu jedno wartościowego i ν wartościowość, gęstość naboju elektrycznego każdego znaku przenoszonego przez drobiny dysocjowane wynosi cdνF, gęstość prądu wynosi zatem

j = cdνF (k1 + k2) h.

Wzór ten wyraża prawo Ohma w elektrolitach i na γ przewodnictwo daje wartość:

γ = j/h = cdνF (k1 + k2) .