Эквивалентная электропроводность
 Скачать 161.37 Kb.
|
|
ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ. Удельная электропроводность растворов зависит от природы электролита, природы растворителя, температуры, концентрации ионов в растворе и т. д. Хотя для понимания свойств электролитов удельная электропроводность представляет собой малоудобную величину, зато ее можно измерить непосредственно и затем пересчитать в эквивалентную электропроводность λ. Эквивалентная электропроводность представляет собой электропроводность такого объёма раствора V (см3), который содержит 1 моль-экв растворенного вещества и заключён между двумя параллельными электродами соответствующей площади, находящихся на расстоянии в 1 см друг от друга:  æ V = æ / C, (2.12)где С – концентрация раствора (моль-экв/см3). Эквивалентную электропроводность (Ом-1·см2·(моль-экв)-1) легко рассчитать, если известны удельная электропроводность и концентрация раствора. Для описания температурной зависимости эквивалентной электропроводности используется следующее уравнение:  , (2.13)где и — эмпирические коэффициенты. Увеличение электропроводности с ростом температуры связано в основном с уменьшением вязкости раствора электролита. Обычно при повышении температуры на 1 К электропроводность увеличивается на 1,5 – 2%. Эквивалентная электропроводность растворов электролитов с разбавлением возрастает и в области предельных разбавлений достигает предельного значения λ∞, называемой электропроводностью при бесконечном разбавлении или предельной электропроводностью. Эта величина соответствует электропроводности гипотетически бесконечно разбавленного раствора, характеризующегося полной диссоциацией электролита и отсутствием сил электростатического взаимодействия между ионами. Из уравнений (2.10) и (2.11) следует, что  . (2.14)Произведение числа Фарадея на абсолютную скорость движения иона называют подвижностью иона:  . (2.15) , (2.16)где λ+ и λ подвижности катиона и аниона соответственно. Подвижности ионов измеряются в тех же единицах, что и эквивалентная электропроводность (см2·Oм-1·моль-экв-1), поэтому их иногда называют ионными электропроводностями или электрическими проводимостями ионов. При бесконечном разведении (α = 1) получаем  , (8.17)где  и  предельные подвижности ионов.Величина предельной электропроводности бесконечно разбавленного раствора электролита представляет собой сумму двух независимых слагаемых, каждая из которых соответствует определенному виду ионов. Это соотношение установлено Кольраушем и называется законом независимого движения ионов(законом Кольрауша): эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении равна сумме предельных подвижностей ионов. Сущность этого закона состоит в следующем: в предельно разбавленном растворе электролита катионы и анионы переносят ток независимо друг от друга. Закон Кольрауша помог вычислить значения λ∞ для многих слабых электролитов, для которых нельзя было определить эти значения из опытных данных экстрополяцией их к нулевой концентрации (или к бесконечному разведению) как это делается в случае сильных (и средних) электролитов. Предельные подвижности ионов, как и эквивалентная электропроводность, увеличиваются с температурой. Их значения, например, при 25 оС лежат в интервале от 30 до 80 и от 40 до 80 (см2·Oм 1·моль-экв-1) для однозарядных катионов и анионов соответственно. У ионов ОН и Н+ наблюдается аномально высокие подвижности:  198 и  350 (см2Ом-1 моль-экв-1) при 25 оС, |