Отрицательный положительный ион
Cтраница 4
Ионы в газовой фазе образуются за счет реакций диссоциации нейтральных молекул. Пар в целом электронейтрален. Поскольку концентрация электронов на 3 - 8 порядков ниже концентрации ионов, можно считать, что количество отрицательных и положительных ионов в газовой фазе одинаково. [46]
Известное влияние на ионизацию пламени оказывают образование из нейтрального атома кислорода отрицательного иона ( 0 -) с потенциалом ионизации 2 2 эв. Однако при этом процессе соответственно уменьшается количество свободных электронов; суммарное количество ионизированных частиц не меняется. Присутствие в пламени частиц с противоположным зарядом влечет за собой процесс рекомбинации, скорость которого в общем случае пропорциональна концентрации отрицательных и положительных ионов. [47]
Основы этой современной теории были заложены в двух независимых публикациях В. Льюиса в 1916 г. Коссель, который в основном исследовал полярные ( способные к ионизации) молекулы, указал, что в периодической системе элемент благородного газа всегда находится между галогеном и щелочным металлом, поэтому атомы галогена и щелочного металла, образуя соответственно отрицательный и положительный ион приобретают строение благородного газа. [48]
Концентрация ионов зависит от условий окружающей среды и метеорологических условий. В зонах с малым загрязнением, таких как леса и горы, или при большой высоте над уровнем моря концентрация ионов растет; в зонах около радиоактивных источников, водопадов или быстрых рек концентрация может достигать тысяч малых ионов на кубический сантиметр. С другой стороны, вблизи моря и при высоких уровнях влажности наблюдается избыток больших ионов. В общем случае усредненная концентрация отрицательных и положительных ионов в чистом воздухе составляет соответственно 500 и 600 ионов на кубический сантиметр. [49]
Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют электрофильтры. Конструкция вертикального цилиндрического электрофильтра показана на рис. 7.43. Основным элементом электрофильтра являются пары электродов, один из которых корониру-ющий, а другой оса-дительный. При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха - образуются отрицательные и положительные ионы. Через пространство между электродами пропускают очищаемый газ, ионы адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их. Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадитель-ному электроду и прилипают к нему, удерживаясь электрической силой. Электроды выполняют различной формы. На рис. 7.44, б показана конструкция пары электродов с трубчатым осадительным электродом. [51]
Установлено, что вторичные электроны, образующиеся при ударе положительно заряженной частицы в катод, приводят к лавинной ионизации окружающего газа. После ионизации молекул воздуха они претерпевают излучательную рекомбинацию, при которой может возникать видимый свет. Для того чтобы разряд мог распространяться за пределы области, занятой зарядом, ионизация должна простираться на гораздо большие расстояния. Начальный разряд может поддерживаться лишь конечное время, поскольку подвижность пространственного заряда, а также образование и движение отрицательных и положительных ионов изменят условия лавинообразования в начальном разряде. Если приложенное поле остается сильным или увеличивается, происходят лавинная ионизация и распространение разряда, причем этот процесс имеет периодический характер. Понятия быстрый разряд или стример относятся именно к этому процессу распространения. [52]
Электрофильтр является наиболее эффективным пылеочистп-тельным аппаратом. В металлическом цилиндре на изоляторе подвешивают тонкую проволоку. От источника постоянного тока к проволоке и цилиндру подводят ток высокого напряжения. При этом проволока приобретает отрицательный, а цилиндр - положительный заряд. Вокруг проволоки образуется поле с отрицательными и положительными ионами. Если через цилиндр пропустить запыленный газ, то пылинки приобретают электрический заряд, направляются к противоположнозаряженным электродам, отдают им свой заряд, падают вниз или оседают на электродах. Специальные механизмы периодически встряхивают электроды, очищая их от пыли. Пыль собирается в бункерах и через шлюзовые затворы поступает в транспортирующее устройство. Электрофильтр получает питание от агрегата, преобразующего леремен-ный электрический ток в постоянный. [53]
Диссоциация воды как растворителя не представляет собой обособленное явление. Много других растворителей ведет себя аналогично, хотя количественно этот процесс может протекать no - разному. Таким образом ведут себя в первую очередь протонные растворители, в которых, как и в воде, диссоциация связана с переносом протона от одной молекулы к другой. Решающими факторами в таких реакциях являются как донорно-акцепторные свойства растворителя, так и значение его диэлектрической проницаемости, которая непосредственно влияет на величину взаимодействия положительных и отрицательных ионов. При уменьшении диэлектрической проницаемости взаимное притяжение отрицательных и положительных ионов ослабевает и увеличивается возможность диссоциации. [54]
Как обсуждалось в разделе 1.1, электроны в процессе начальной ионизации часто присоединяются к нейтральным атомам и образуют с ними отрицательные ионы. Устранение захвата электронов атомами увеличивает быстродействие ионизационной камеры, так как скорость дрейфа электронов приблизительно в 1000 раз больше скорости ионов. Кроме того, при этом уменьшается вероятность рекомбинации, так как электроны собираются значительно быстрее, чем положительные ионы. В действительности процесс рекомбинации в ионизационном детекторе происходит почти всегда в две стадии: сначала электроны захватываются с образованием отрицательных ионов, затем отрицательные и положительные ионы рекомбинируют. К сожалению, электроны могут захватываться не только нейтральными атомами основного газа в детекторе, но также и атомами примесного газа. Наиболее опасной примесью является кислород, так как электроны легко захватываются им; кислород может оказаться в счетчике вследствие течи или из-за поглощения в стенках. [55]
Страницы: 1 2 3 4