Электропроводность растворов электролитов

При отсутствии наружного электронного поля ионы в смесях электролитов хаотично передвигаются по всем фронтам. При подключении наружного источника тока начинает преобладать одно из направлений перемещения ионов согласно знакам из зарядов. В общем случае электропроводность W — величина, оборотная электронному сопротивлению R , в системе СИ имеет размерность Ом-1.

Для измерения электропроводности разных смесей нужно Электропроводность растворов электролитов иметь химическую ячейку, которая состоит из 2-ух проводников первого рода, погруженных в раствор электролита (проводник второго рода) и соединенных с наружным источником тока.

Удельная электропроводность раствора определяется как величина, оборотная удельному электронному сопротивлению :

æ = , (2.42)

где æ — удельная электропроводность, Ом-1, м-1 ; R — сопротивление, Oм; S — площадь поперечного сечения проводника, м2 ; l – длина Электропроводность растворов электролитов проводника, м.

Таким макаром, удельная электропроводность æ представляет собой количество электричества, которое проходит через поперечное сечение электролита площадью 1 см2 зa 1 c при приложенном наружном напряжении

1 B и расстоянии меж электродами 1 см, т.е. это – электропроводность 1-го кубического сантиметра электролита. Скорость движения иона в электронном поле определяется как величина пути его Электропроводность растворов электролитов направленного перемещения к одному из электродов и выражается в системе СИ в м/с.

Зависимость удельной электропроводности от концентрации раствора электролита показана на рис. 2.2. Эта зависимость представлена кривыми с максимумом. Таковой ход кривых просто разъяснить, исходя из последующих рассуждений. На исходном участке кривой с ростом концентрации раствора удельная электропроводность Электропроводность растворов электролитов смесей электролитов растет. Это закономерно, потому что электронный ток в проводниках второго рода обеспечивается за счет движения ионов, и чем их больше, тем выше электропроводность.

Рис. 2.2. Зависимость удельной электропроводности от концентрации раствора

Но по мере предстоящего роста концентрации раствора расстояние меж ионами будет уменьшаться и, как следствие, усиливаться взаимодействие меж Электропроводность растворов электролитов ними, что будет тормозить движение ионов. Потому повышение концентрации раствора после некого предела закономерно приведет к уменьшению электропроводности.

С ростом температуры удельная электропроводность растет, что разъясняется уменьшением вязкости раствора и степени гидратации ионов, также повышением степени диссоциации электролита.

В технических расчетах в большинстве случаев пользуются величиной эквивалентной электропроводности. Она Электропроводность растворов электролитов обозначается буковкой λ и представляет собой количество электричества, протекающее за 1 с по столбику воды высотой 1 см и имеющее такое сечение, чтоб в его объеме поместился раствор, содержащий один г-эквивалент растворенного вещества. Падение напряжения на этом столбике должно составлять 1 В.

Для разбавленных смесей эта площадь очень велика (к Электропроводность растворов электролитов примеру, для 0,01 н раствора она должна быть равной 100 000 см2). Для расчета λ, как следует, нужно высчитать число ячеек площадью 1 см2. Так, для 0,01 н раствора объем, содержащий один эквивалент вещества, будет равен V = = 100 л (он именуется разведением), либо 100 000 см3. Потому в площади столбика воды высотой 1 см уместится 10 000 таких

ячеек ( ∙ I000), электропроводность каждой Электропроводность растворов электролитов из которых равна æ.

Отсюда

λ = (æ/N)∙ I000 см2/г-экв ∙Ом, (2.43)

где N – нормальность раствора.

Обычно на практике определяют значение удельной электропроводности и по нему рассчитывают эквивалентную электропроводность смесей электролитов.

Рис. 2.3. Графическое изображение связи эквивалентной и удельной электропроводности Рис. 2.4. Зависимость эквивалентной электропроводности от разбавления

Если использовать величину V, обозначающую разбавление (либо – разведение Электропроводность растворов электролитов) раствора, то λ = æ∙V∙I000 см2/г-экв∙ Ом. (2.44)

Эквивалентная электропроводность как сильных, так и слабеньких электролитов возрастает с ростом разведения и добивается предельной величины, которая именуется эквивалентной электропроводностью при нескончаемом разведении λ∞ (рис. 2.3). Эта закономерность для смесей слабеньких электролитов разъясняется тем, что процесс диссоциации слабенького электролита на ионы с повышением Электропроводность растворов электролитов разбавления может происходить до конца, потому что с повышением разбавления раствора расстояние меж частичками растворенного вещества вырастает и число частиц, распавшихся на ионы, преобладает над количеством недиссоциированных молекул. Потому толика распавшихся молекул растворенного вещества в объеме, содержащем его один г-эквивалент, возрастает. Это приводит к повышению числа переносчиков электричества Электропроводность растворов электролитов, и эквивалентная электропроводность увеличивается. Такойрост будет происходитьдо того времени, пока все молекулы растворенного вещества не распадутся на ионы (α = I). Строго говоря, это может быть только при нескончаемом разведении. Такая электропроводность и обозначается λ∞. Как следует, отношение электропроводностей раствора электролита при данном и нескончаемом разведении будет определять степень его диссоциации

. (2.45)

Потому что Электропроводность растворов электролитов электропроводность появляется за счет независящего движения катионов и анионов, то

λ = λ+ + λ- , (2.46)

где λ+ — электропроводность, обусловленная катионами, а λ- — анионами. λ+ и λ- именуют также подвижностью катиона и аниона.

Она пропорциональна скорости движения иона V:

λ+ = V+ . F ; ,λ- = V- F,

где F — число Фарадея.

Для нескончаемо разбавленного раствора

= . (2.47)

Это соотношение выражает собой закон аддитивности электропроводностей Кольрауша. Величины для разных Электропроводность растворов электролитов ионов приводятся в справочниках.

Возрастание эквивалентной электропроводности с разбавлением раствора (рис. 2.4) для сильных электролитов разъясняется тем, что в разбавленных смесях из-за уменьшения межионного взаимодействия, тормозящего движение ионов, облегчается перемещение ионов по всему объему.

Для разбавленных смесей сильных электролитов с концентрацией С < 2∙1O-3 г-экв/л эквивалентная электропроводность Электропроводность растворов электролитов находится в зависимости от концентрации по уравнению

λ = λ∞ — А , (2.48)

где A — неизменный множитель, зависящий от параметров растворителя.


elementi-logicheskogo-formatirovaniya.html
elementi-mashinovedeniya-4-chas-obrazovatelnie-programmi-po-predmetam-osnovnogo-obshego-obrazovaniya-municipalnogo.html
elementi-matematicheskoj-logiki.html