Удельная и эквивалентная электрические

Проводимости растворов электролитов

Мерой способности проводить электрический ток является электрическая проводимость L – величина, обратная электрическому сопротивлению

                                                    (1.25)

R – сопротивление проводника, определяется природой Т и геометрией проводника.

Удельная электрическая проводимость раствора электролита – это электрическая проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по 1 м² и расположенными на расстоянии 1м друг от друга.

,                                          (1.26)

где:

ρ – удельное сопротивление, Ом м

S – поперечное сечение, м²

l – длина проводника, м;

L – электрическая проводимость;

æ – удельная электрическая проводимость, Ом^-1 м^-1

Удельная электрическая проводимость определяется количеством ионов и скоростью миграции. За 1с ионы вида – i переносят  электричества, что соответствует силе тока:

 – для всех видов ионов                 (1.27)

Скорость движения иона

                                                        (1.28)

                                           (1.29)

U – приложенная разность потенциалов, В.

В соответствии с законом Ома

                           (1.30)

Подставим значение J и получим

                             (1.31)

Для раствора бинарного электролита при концентрации С (моль/л),  и степени диссоциации α имеем

                                                                         (1.32)

æ зависит от концентрации растворов, Р и Т.

В области высоких концентраций снижается скорость движения ионов у сильных электролитов и степень диссоциации у слабых.

При повышении температуры на 1° удельная электропроводимость электролитов возрастает на 2-2,5% вследствие уменьшения гидратации ионов и понижения вязкость растворов, а для слабых электролитов повышением степени диссоциации.

При незначительном изменении давления электропроводимость электролитов почти не меняется. Заметное влияние на электропроводимость оказывает давление порядка сотен и тысяч атмосфер.

Эквивалентной электропроводимостью электролитов называют электропроводимость такого объема раствора V=1/c, в котором содержится 1 г-экв вещества и электроды располагаются на расстоянии 1 м друг от друга.

,                                                        (1.33)

где

æ – удельная электропроводимость, Ом^-1м^-1,

С₂^* - концентрация растворенного вещества в г-экв/м³,

λ_э – эквивалентная электропроводимость Ом^-1м²/г-экв.

 

Молярная электрическая проводимость

Молярная электрическая проводимость − эта мера электрической проводимости всех ионов, образующихся при диссоциации 1 моля электролита при расстоянии 1м между параллельными электродами.

Для одновалентных электролитов мольная электропроводимость (λ) равна эквивалентной электропроводимости (λ_э).

Для 1−2 валентных электролитов , (CdCI₂, H₂SO₄).

Для 1−3 валентных электролитов .

Между молярной и удельной электрической проводимостью имеется соотношение

                                                   (1.34)

где:

λ – молярная электрическая проводимость ,

V – разведение раствора, м³/моль

с – концентрация, моль/м³.

Если концентрация раствора выражена в моль/л, то

                                                    (1.35)

С учетом, что , следует

             (1.36)

Значение молярной электропроводимости зависит от концентрации электролита.

На рисунке представлена зависимость молярной электрической проводимости от концентрации для сильных (1) и слабых (2) электролитов.

С увеличением разведения молярная электропроводимость возрастает и в области больших разведений стремится к предельному значению , тогда

                                           (1.37)

Произведение  называется предельной электрической проводимостью ионов (  − иногда обозначают так).

Тогда

                          (1.38)

Гипотетический бесконечно разбавленный раствор характеризуется полной диссоциацией электролита и отсутствием электростатических сил.

λ _∞ − это сумма двух независимых слагаемых.

Закон независимого движения ионов Кольрауша:

                                         (1.39)

λ _∞ иона=f(Т, природа иона и растворителя)

Соотношение

,                                     (1.40)

где  – коэффициент электрической проводимости.

В разбавленных растворах , отсюда

                                               (1.41)

Для сильных электролитов, когда α = 1

                                          (1.42)

 

Теория электролитической проводимости растворов Дебая − Онзагера:

Снижение молярной электрической проводимости при переходе от разбавленных растворов к концентрированным растворам связано с уменьшением скорости движения ионов за счет:

1) эффекта электрофоретического торможения, обусловленного электростатическим взаимодействием между ионом и его ионной сферой;

2) эффектом релаксационного торможения (нарушение симметрии иона).

По теории Онзагера ; для 1,1 – валентного электролита

                        (1.43)

где А и В – константы, полученные с учетом сил релаксационного и электрофоретического торможения.

 

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1360; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!