Ионный вибрационный ток
Ионный вибрационный ток ( IVI ) и связанный с ним ионный вибрационный потенциал — это электрический сигнал, возникающий при распространении акустической волны в однородной жидкости.
Исторически IVI был первым известным электроакустическим явлением . Это было предсказано Питером Дебаем в 1933 году. [1]
Когда продольная звуковая волна проходит через растворитель, соответствующие градиенты давления толкают частицы жидкости вперед и назад, и на практике легко создать такие ускорения, которые измеряются тысячами или миллионами g . Если молекула растворенного вещества более плотная или менее плотная, чем окружающая жидкость, то в этой ускоряющейся среде молекула будет двигаться относительно окружающей жидкости. Это относительное движение по сути является тем же явлением, которое происходит в центрифуге , или проще говоря, это по сути то же самое явление, которое возникает, когда объекты с низкой плотностью всплывают наверх стакана с водой, а частицы с высокой плотностью опускаются на дно. (см. принцип эквивалентности , который гласит, что гравитация подобна любому другому ускорению). Величина относительного движения зависит от баланса между эффективной массой молекулы (которая включает в себя как массу самой молекулы, так и любых молекул растворителя, которые настолько прочно связаны с молекулой, что следуют вместе с движением молекулы), ее эффективным объемом ( связанный с выталкивающая сила ), а также вязкое сопротивление (трение) между молекулой и окружающей жидкостью.
IVI касается случая, когда рассматриваемыми частицами являются анионы и катионы . В общем, они будут иметь различную степень движения относительно жидкости во время колебаний звуковой волны, и это несоответствие создает переменный электрический потенциал между различными точками звуковой волны .
Этот эффект широко использовался в 1950-х и 1960-х годах для характеристики сольватации ионов . Эти работы во многом связаны с именами Заны и Йегера, опубликовавших обзор своих исследований в 1982 году. [2]
Этот эффект можно изучить с помощью современных устройств, использующих электроакустику для изучения дзета-потенциала, как описано в книге. [3]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Дебай, П. (1933). «Метод определения массы ионов электролита». Дж. Хим. Физ . 1 (1): 13. Бибкод : 1933ЖЧФ...1...13Д . дои : 10.1063/1.1749213 .
- ^ Зана, Р.; Йегер, Э. (1982). «Потенциал ультразвуковой вибрации». Современные аспекты электрохимии . Том. 14. с. 1. дои : 10.1007/978-1-4615-7458-3_1 . ISBN 978-1-4615-7460-6 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Духин А.С. и Гетц П.Дж. Характеристика жидкостей, нано- и микрочастиц и пористых тел с помощью ультразвука , Elsevier, 2017. ISBN 978-0-444-63908-0