2. Електропровідність розчинів електролітів,

ЇЇ ВИМІРИ

Електропровідність розчинів електролітів характеризує його здатність проводити електричний струм.

Вона є величиною, оберненою електричному опору. В свою чергу опір R залежить від довжини провідника L, площі поперечного перерізу S і питомого опору ρ:

R = р ; р =

Розрізняють питому і еквівалентну електропровідність розчинів електролітів.

Питома електропровідність – електропровідність розчину електроліту, що міститься між двома електродами площею по 1см² кожний, розташованими на відстані 1см один від одного.

Питома електропровідність χ– це величина, обернена питомому опору ρ:

χ = =

Питома електропровідність χ вимірюється:

[ χ ] = = = См/см = См (Сіменс)

З і збільшенням концентрації електроліту, а, отже, і концентрації іонів, питома електропровідність зростає до деякої межі. При досить великій концентрації зменшується ступінь дисоціації (в розчинах слабких електролітів) або зростає вплив взаємного притягання іонів ( в розчинах сильних електролітів), що приводить до зменшення електропровідності. Особливо виразно такий характер цієї залежності проявляється для розчинів сильних електролітів.

Рис. 11. Залежність питомої електропровідності розчинів від їх концентрації.

З алежність питомої електропровідності від температури досить складна, бо визначається багатьма параметрами: в'язкістю середовища, ступенем дисоціації електроліту, гідратацією його іонів, швидкістю їх руху та ін. Найчастіше при збільшенні температури на один градус електрична провідність зростає приблизно на 2%. Це зумовлює необхідність термостатувати розчин при точних вимірюваннях.

Рис. 12. Співвідношення між питомою та молярною електропровідністю.

Таким чином, питома електропровідність – це функція багатьох чинників. Визначивши цю величину експериментально, ми, проте, не маємо можливості зробити певні висновки про фізико-хімічні властивості даного розчину електроліту. Тому для зручності врахування впливу концентрації на провідність електролітів Е.Х.Ленц увів поняття про еквівалентну (молярну) електропровідність.

Для характеристики електричної провідності розчинів електролітів частіше використовують еквівалентну електропровідність.

Еквівалентна електропровідність λ – це електропровідність об’єму розчину, в якому міститься 1 моль еквівалента розчиненої речовини і який помістили між електродами, відстань між якими дорівнює 1 см.

На рис.12 видно, що “робоча” площа електродів визначається об’ємом розчину. Одиниця еквівалентної електропровідності.

[ λ ] =

У системі СІ термін «еквівалентна електропровідність» замінено на молярну. Між еквівалентною і питомою електропровідністю існує наступна залежність:

λ = ,

де с – еквівалентна концентрація розчину електроліту, що виражається в

Еквівалентна провідність при розведенні розчину (зменшенні концентрації) збільшується, досягаючи при досить великому розбавленні максимального і постійного значення (рис. 13).

Це граничне значення молярної провідності називають молярною електропровідністю при нескінченному розбавленні і позначають λ_∞.

Рис.13. Залежність молярної електропровідності деяких електролітів від розбавлення розчинів.

З рис.13 бачимо, що навіть у дуже концентрованих розчинах сильних електролітів (кислоти, луги, солі) молярна електропровідність досить висока. У сильних електролітах всі молекули дисоційовані. Проте при зменшенні концентрації розчинів спостерігається помітне зростання електропровідності в основному за рахунок послаблення між іонної взаємодії. У концентрованих розчинах слабких електролітів ступінь дисоціації, а отже, й молярна електропровідність дуже незначні. Зі зменшенням концентрації розчину ступінь дисоціації електроліту збільшується, що зумовлює зростання молярної електропровідності, яка прямує до граничного значення λ_∞ для нескінченно розбавленого розчину.

Таблиця 1.7