Conductivitate de soluții de electrolit - studopediya

La aplicarea unei diferențe potențiale la soluție, ionii sunt în mișcare termică aleatoare constantă dobândi mișcarea direcțional de la un pol la altul, cationi și anioni deplasa în direcții opuse - un curent electric. Deoarece soluțiile electrolitice transporta energie electrică prin deplasarea ionilor, acestea sunt menționate la conductorii de al doilea tip.

O caracteristică cantitativă a capacității sistemului de a conduce curentul electric este conductivitatea electrică. Unitatea de conductivitatea electrică a soluțiilor de electroliți conductivitate este:

în care - Rezistivitatea :;

în care: - rezistența totală a conductorului;

, - lungimea și secțiunea transversală a conductorului ,.

Conductivitate - o conductivitate electrică a volumului soluție cuprinsă între doi electrozi paraleli 1 pe o suprafață situată în regiunea 1.

Conductivitate depinde de

- viscozitate și constantă dielectrică a solventului;

- viteza ionilor, care este determinat de mărimea încărcăturii ionice și raza acesteia cu hidratarea.

Prin creșterea conductivității concentrația electrolitului inițial crește și apoi scade (Fig. 25). O astfel de dependență este caracteristică atât electroliți puternici și slabi. In electroliții slabi cad în conductivitatea la concentrații mari explica scăderea gradului de disociere și puternic - interacțiunea electrostatică dintre ionii în soluție.

Molyarnayaelektroprovodnost - conductivitate volum de soluție de electrolit care conține un solut 1:

în care - diluarea (volumul soluției, în care electrolitul conține 1 mol).

Dacă concentrația molară este exprimată în, atunci:

unde 1000 - concentrația de factor de conversie a unei.

Odată cu creșterea de diluție (concentrație descrescătoare) conductivitatea molară a creșterilor de electrolit, ceea ce explică scăderea interacțiunilor electrostatice ale ionilor (Fig. 26). Fig. 26, curba I corespunde unui electrolit puternic, curba II - slab. Fiecare curbă intersectează axa y a segmentului, care caracterizează molyarnuyuelektroprovodnost limită - adică la o soluție de diluție infinită (at).

Odată cu creșterea temperaturii conductivitatea soluției de electrolit crește. Acest lucru se explică printr-o scădere a viscozității soluție, și ca o consecință, creșterea vitezei de deplasare a ionilor și electroliții slabi crește, de asemenea, gradul de disociere.

În contextul legii limitarea diluției unei mișcări independente a ionilor - legea Kohlrausch. în care conductivitatea molară limitare a soluției de electrolit egală cu suma conductivitățile molare (Mobilități) ale cation și anion la diluție infinită:

mobilitate ionică Limita determinată experimental în condiții standard (298, 1) și sunt listate în cărți de referință.

Mobilitatea Ion caracterizează cantitatea de energie electrică pe care îl poartă, și este determinată de viteză absolută a mișcării sale (mobilitate iliabsolyutnoy - adică, viteza de deplasare la intensitatea câmpului electric 1).

Viteza absolută de mișcare a majorității ionilor sunt egale. Singurele excepții sunt ionii de hidroniu și ioni de hidroxil și care.

Deoarece viteza absolută a cationi și anioni nu sunt aceleași, proporția de electricitate transportată de către ionii pot varia. Pentru caracterizarea este utilizată cantitatea de electricitate transportată de către acest tip de număr de transport ionic. Număr de transport - este raportul dintre cantitatea de energie electrică transferată acestui tip de ioni la cantitatea totală de energie electrică a soluției de electrolit transferat.

în care: - transferul de cationi și respectiv anioni.

Numărul de cationi și anioni de transfer pot fi exprimate în termeni de conductivitate electrică:

Astfel, numărul de transport ionic - este viteza relativă de mișcare sau mobilitatea relativă.

Suma transferului cationi și anioni

ion număr de transport de electrolit măsurat și este prezentat în literatura de referință.

Deoarece cele mai multe dintre cationi și anioni (cu excepția u) sunt caracterizate prin viteze comparabile în soluțiile, atunci numărul de electroliți de transport majoritate binare de ioni nu sunt mult diferite de 0,5. În ciuda diferențelor în numărul de transfer de cationi și anioni de încălcări electrice are loc legea.

Efectul interacțiunii ion-ion de conductivitatea electrică a soluției reflectă un coeficient de conductivitate care depinde de concentrația de electrolit, viscozitatea solventului, temperatura:

Și relația cu și gradul de disociere exprimă ecuația:

Pentru soluțiile de electroliți slabe interacțiune ion-ion poate fi neglijată, atunci atunci

Ceea ce implică faptul că

ecuația Arrhenius (186) se află la baza metodei experimentale pentru determinarea întinderii și constanta de disociere a slabi conductivitatea soluție de electrolit. determinarea unei soluții experimental de concentrație cunoscută, se calculează. Pe baza datelor de referință prin calcularea ecuației Kohlrausch, atunci ecuația (186) și constanta de disociere a ecuației Ostwald (181).

Din legea de diluare (181) și ecuația Arrhenius (186), obținem:

Pentru electroliți puternici, apoi (185), obținem