4. Электрическая проводимость

РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

4.1. Общие сведения

Электрическая проводимость – это мера способности веществ проводить электрический ток. Это величина, обратная электрическому сопротивлению. Различают удельную электропроводность и эквивалентную электропроводность.

Способность электролита проводить электрический ток называется электропроводностью, количественно она характеризуется величиной обратной сопротивлению:

æ . (4.1)

Коэффициент пропорциональности в этом уравнении æ есть величина, обратная удельному сопротивлению. Она называется удельной электропроводностью

æ = . (4.2)

Удельная электропроводность, æ − это электропроводность слоя раствора длиной 1 м, заключенного между электродами площадью 1м². Размерность удельной электропроводности [æ] = 1 Ом^1м^1.

Эквивалентная электропроводность, − это величина, определяемая как

= æ/ .

Размерность эквивалентной электропроводности

[ ] = 1 Ом^1м² моль^1.

Входящая в формулу для расчета эквивалентной электропроводности эквивалентная концентрация электролита, , находится как

, (4.3)

где  стехиометрический коэффициент и заряд иона в молекуле электролита, − мольнообъемная концентрации электролита,

[с] = моль/м³ .

При расчетах используют также подвижность или электрическую проводимость иона

,

где  абсолютная скорость иона; F = 96500 Кл/моль  постоянная Фарадея. Размерность подвижности [ _i] = 1 Ом^1м² ∙ моль^1.

Абсолютная скорость иона это скорость иона, отнесенная к величине напряженности электрического поля

.

Основная расчетная формула, по которой можно рассчитать величину удельной электропроводности имеет вид

æ = . (4.4)

, (4.5)

где − концентрация иона вида I в интересующий нас момент времени и начальная концентрация (брутто-концентрация) частиц вида i;

−стехиометрический коэффициент частицы i в реакции r ; − плотность глубины реакции r.

æ = . (4.6)

По закону электронейтральности, первое слагаемое равно нулю.

æ = (4.7)

Для слабого электролита, состоящего только из двух видов ионов:

æ = , (4.8)

. (4.9)

В растворах слабых электролитов и связаны со степенью диссоциации электролита

. (4.10)

В предельно-разбавленном растворе и степень электролитической диссоциации = 1. Эквивалентная электропроводность раствора 1-1 валентного электролита равна

При бесконечном разведении

. (4.11)

Закон независимого движения ионов− закон Кольрауша :

В растворе электролита катионы и анионы переносят электрический ток независимо друг от друга.