Электризация кислорода (воздуха)

[Nessen7]

1) Почему кислород не приобретает электрический заряд при конакте с другими телами? Есть ли исключения из этого правила?
2) Как насчет воды и очень гарячего пара дистилированной воды?
3) Каким образом можно придать электрический заряд большинству молекул кислорода, проходящему через какое-то специальное устройство? Желательно такое устройство должно потреблять немного энергии.

[powerZ]

Да вроде можно. Капли воды электризуются (см. капельница Кельвина и атмосферное электричество). Кислород вроде тоже (аэро-ионы - люстра Чижевского). Но это все внешним полем. Трением - не знаю, врядли.

[Nessen7]

Цитата:

Трением - не знаю, врядли.

Хотелось бы узнать почему именно.Какие физические свойсва кислорода это определяют?

[Munin]

На уровне мелких капель и тем более молекул говорят не о трении, а о соударении. И соударения вообще говоря электризуют любые мелкие частицы, внешнего поля для этого не нужно. Вот развести заряженные частицы - для этого поле может пригодиться.

[Nessen7]

1) А можно ли керамическую мембрану, на подобие тех которые используются в твердооксидный ТЭ, использовать для получения на выходе ионизированный газообразный кислород?
2) Если создать электростатический фильтр с очень большой контактной площадью, как у автомобильного катализатора, можно ли ионизировать большинство молекул кислорода?
Или проблема здесь не упирается в размер контактной площади?

[Munin]

Nessen7 в сообщении #382657 писал(а):

2) Если создать электростатический фильтр с очень большой контактной площадью, как у автомобильного катализатора, можно ли ионизировать большинство молекул кислорода?

Большинство нельзя никак. Всегда будет ионизирована только небольшая часть. Большинство можно ионизировать только в достаточно горячей плазме, в которой уже молекул никаких нет.

[Nessen7]

Цитата:

Большинство нельзя никак. Всегда будет ионизирована только небольшая часть.

Каким же образом это делает твердооксидный ТЭ? ведь тем кислород проходя через пористый катод практически полностью ионизируется?

[Munin]

Nessen7 в сообщении #384153 писал(а):

ведь тем кислород проходя через пористый катод практически полностью ионизируется?

Откуда у вас эти сведения, что практически полностью?

[Nessen7]

Твердооксидная мембрана не проводит нейтральный кислород, а только его ионы.Если бы катод абсорбировал кислород, и ионизировал не весь, то наверное быстро забился бы и перестал функционировать.Все что я имел в виду это получение достаточно большого киличества ионов кислорода на выходе.Но в отличие от ТОТЭ в газообразной форме.

[Munin]

Я так понял, речь о каком-то физхимпроцессе, в ходе которого кислород выделяется в твёрдую или жидкую или коллоидную среду, причём весь в ионизированной форме. Это совсем другое дело. Кислорода там мало (по сравнению с полной массой среды), и ионы в конденсированной среде имеют возможность обрасти кластером поляризованных молекул, то есть полная масса комплекса получается намного больше, чем масса одной молекулы кислорода (а подвижность меньше, в силу конденсированной среды). Ну и разумеется, самое главное, в этой среде очевидно присутствует достаточно много ионов противоположного знака, так что суммарный заряд получается нуль или около нуля. В газе, если ионизировать весь кислород, и смешать его, скажем, с нейтральным азотом, все эти условия будут нарушены. Если же (из соображений безопасности :-) ) добавить достаточное количество противоположных зарядов, то кислород быстро почти весь деионизируется.

[Nessen7]

Созданы топливные элементы, которые вообще не используют мембрану.Как я понял из описания, водород ионизируется на катализаторе и протоны в газообразной форме перелетают на катод.
Не знаю может я не так понял.Даю ссылку.http://www.membrana.ru/lenta/?5838
Если же это так, то интересно возможен ли тот же трюк с кислородом?

[Munin]

По перепонке вообще ничего понять нельзя. Не читайте эту мусорку. Ищите нормальные новости, лучше всего - пресс-релиз или публикацию, с которой всё началось.

[Nessen7]

Вот ссылка ближе к первоисточнику.На английском.
http://research.chem.ox.ac.uk/kylie-vincent.aspx
Еще ссылка.Судя по фото какой-то мембраны нет вообще.Все на воздухе.
http://www.rsc.org/Publishing/ChemScience/Volume/2007/01/enzyme_fuel_cells.asp

[yuri77]

В воздухе всем известно "сродство кислорода" к электрону.Тем же свойством обладают и капельки воды , полученные дроблением-т.н. "баллоэффект".
Однако частицы пыли как правило заряжены положительно.Поэтому чтобы воздух был ионизированным его увлажняют и при этом часть заряда с капелек переходит на кислород и мы получаем ион отрицательный кислорода.Чижевский доказал и в экспериментах на крысах что нормальный воздух по составу кислорода лишенный ионов отрицательных не пригоден для дыхания(крысы дохли в деионизированном воздухе в изолированной камере).И даже при незначительном проценте кислороде в воздухе наполненном именно ионизированным кислородом они чувствовали себя нормально.
Так что лучший способ получить "заряженный" кислород это ионизатор и лучший из них в котором исключены пылинки увлажнением.Для этого существуют даже капельные ионизаторы в виде заряженного спрея.

[Aleksandrito]

Ионизация кислорода воздуха достигается при очень высоких температурах
Когда возможно освобождение связанного в атоме электрона и характерезуется работой ионизации $A_{i}$, которую необходимо сообщить движущейся зараженной частице (т.е. элетрону) в электрическом поле, чтобы она (он) мог освободится от связей в атоме. Также характерезуется частотой или кратностью ионизации, то есть количеством молекул или атомов притерпевающих ионизацию за вычетом атомов притерпевающих обратную ионизацию (т.е. образующих отрицательные ионы).

-- 30 янв 2011, 03:28 --

Интенсивность ионизации - это количество пар ионов разных знаков образовавшихся за 1-цу времени в 1-це обьёма.
Ионизация достигается различными способами: высокотемпературным нагревом (не очень эффективно так как требует больших энергетических затрат для достаточного выхода ионов из неионизированного газа), действием различных видов ионизирующих излучений, например ультрафиолетового (более эффективный метод) - позволяет в достаточно бльших обьёмах, при сравнительно небольших затратах энергии в течении 15-30 минут ионизировать большое количество молекул воздуха.
Есть ещё ударная ионизация.
Ионизировать газ можно направленным потоком электронов при этом кинетическая энергия ионизирующей частицы должна быть:
$E_{k}= \frac{m_{e} \cdot v^{2}}{2} \ = A_{i} \cdot (1+ \frac{m_{e}}{M_{a}}) \ ; $

-- 30 янв 2011, 03:31 --

Где:
$ M_{a}$ - масса ионизируемого атома;
$ m_{e}$ - масса электрона;
$ V $- скорость ионизирующей частицы; (электрона);

-- 30 янв 2011, 03:34 --

Таким образом электрон в ионизирующем пучке должен обладать довольно большой энергией порядка десятков электроно - вольт;
Можно ещё учесть степень последующей остаточной ионизации от соударений ионизируемых молекул кислорода, но она мала порядка нескольких процентов.

-- 30 янв 2011, 03:37 --

Порядок величины работы ионизации оценивается для каждого вида ионизируемого вещества (т.е. кислорода) отдельно, по диаграме энергетических уровней электронов в атоме. Естественно для того чтобы ионизировать атом, надо сообщить электрону атома энергию большую, чем уровень энергии наивысшей энергитической оболочки атома.

-- 30 янв 2011, 03:41 --

Из приведённой формулы следует что ионизировать воздух электронами проще, так ак для их разгона, требуется меньший путь, в виду их малой массы. Проблематичным становится равномерное рассеяние электронов по ионизируемуму обьёму без потери ими кинетической энергии. (достигается разнополярными заряженными пластинами распределёнными по обьёму).

-- 30 янв 2011, 03:44 --

Таким образом можно добится высокой степени ионизации больших обьёмов, больше $ 1 m^{3} $, при достаточно высокой плотности электронов в пучке.

-- 30 янв 2011, 03:48 --

Естественным было бы количество электронов необходимых для ионизации сравнить с числом молекул или атомов в ионизируемом кислороде и удвоить на 2 или на 5.
Поделив полученное количество на скорость электронов в пучке и зная характеристики и параметры пучка то есть линейные размеры можно вычислить число электронов которые должен испускать источник электронов в 1-цу времени.