Краткие теоретические сведения. Электропроводность растворов обусловлена подвижностью ионов, образующихся при диссоциации электролитов в полярных растворителях

Электропроводность растворов обусловлена подвижностью ионов, образующихся при диссоциации электролитов в полярных растворителях. Электропроводность растворов электролитов зависит от многих факторов: природы электролита, природы растворителя, концентрации раствора, температуры и др.

Электропроводностью называется величина, обратная сопротивлению:

,

где R – сопротивление раствора, Ом; W – электропроводность раствора, Ом⁻¹ или См (сименс).

В кондуктометрии используют удельную и эквивалентную электропроводность.

Удельная электропроводность представляет собой величину, обратную удельному сопротивлению:

.

Повышение температуры на 1 К увеличивает удельную электропроводность примерно на 2 – 2,5 %. Это объясняется уменьшением вязкости раствора и степени гидратации ионов, а для растворов слабых электролитов – увеличением степени диссоциации.

Эквивалентная электропроводность:

,

где С_N – нормальная концентрация электролита, экв/л. Единицы измерения удельной электропроводности соответственно См·м²·экв⁻¹.

При бесконечно большом разбавлении степень диссоциации a → 1 и эквивалентная электропроводность стремится к наибольшему значению l_∞. В этом случае:

предельная эквивалентная электропроводность равна сумме предельных эквивалентных электропроводностей ионов при бесконечном разбавлении (закон Кольрауша). Предельные эквивалентные электропроводности ионов являются справочными величинами.

Отношение эквивалентной электропроводности раствора сильного электролита к ее предельному значению l_∞ называют коэффициентом электропроводности или «кажущейся степенью диссоциации».

.

Отношение эквивалентной электропроводности раствора слабого электролита к ее предельному значению l∞ представляет собой степень диссоциации:

.

Для оценки участия данного вида ионов в переносе электричества Гитторфом было введено понятие числа переноса иона. Число переноса иона – это отношение количества электричества, перенесенное данным видом ионов q_i к общему количеству электричества q_общ, перенесенному всеми видами ионов:

.

Число переноса зависит от природы не только данного иона, но и противоиона. Сумма чисел переноса всех видов ионов в растворе равна единице.

При протекании электрического тока через раствор в приэлектродном пространстве происходит изменение концентрации электролита вследствие движения ионов в электрическом поле и участия ионов в электродных процессах. Допустим, что через раствор электролита MeAn, в котором Me^z+ – катион металла, An^z− – кислотный остаток бескислородной кислоты, проходит некоторое количество электричества q. На катоде происходит восстановление катионов металлов: . Изменение концентрации Ме^z+ в катодном пространстве . На аноде протекает процесс окисления анионов: . Изменение содержания электролита в анодном пространстве: .

Число переноса иона любого знака равно отношению убыли электролита у электрода противоположного иону знака к количеству разложенного электролита:

; .

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 128; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!