Вопрос 28. Электропроводность проводников 2-го рода. Удельная и молярная электропроводность, их изменение с разведением раствора.

Проводники 2-го класса хотя и проводят ток, но по его прекращении оказываются в новом состоянии. Вещество их является измененным, и они сами тогда могут служить источником тока. Ток в таких проводниках неразрывно связан с химическим процессом, движение электрических масс - с движением химических весомых масс. Химический процесс в проводниках 2-го класса называется электролизом, а они сами - электролитами. Электролитами могут быть только тела сложные.

Электрическая проводимость растворов электролитов, т.е. способность их проводить электрический ток, зависит от природы электролита и растворителя, концентрации, температуры и некоторых других факторов. Различают удельную и молярную электрическую проводимости.

Удельная электрическая проводимость раствора электролита x – это электрическая проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по одному квадратному метру и расположенными на расстоянии одного метра друг от друга.

молярной электрической проводимостью, которая равна электрической проводимости объема раствора электролита, содержащего 1 г/моль растворенного вещества и находящегося между двумя параллельными электродами, расположенными на расстоянии одного метра друг от друга. Для слабых электролитов изменение молярной электрической проводимости от концентрации раствора связано в основном со степенью диссоциации и для сильных электролитов - с межионным взаимодействием. Молярная электрическая проводимость с уменьшением концентрации раствора увеличивается и при с > 0 стремится к некоторому предельному максимальному значению, которое называется молярной электрической проводимостью при предельном (бесконечном) разбавлении.

Вопрос 29. Молярная электропроводность при бесконечном разведении. Закон Кольрауша. Коэффицент электропроводности.

Молярная электропроводность раствора λ есть величина, обратная сопротивлению раствора, содержащего 1 моль растворенного вещества и помещенного между электродами, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга. С удельной электропроводностью κ и молярной концентрацией раствора С молярная электропроводность связана следующим соотношением:

,    Ом^-1см²моль^-1  

Молярная электропроводность как сильных, так и слабых электролитов увеличивается с уменьшением концентрации (т.е. увеличением разведения раствора V = 1/С), достигая некоторого предельного значения λ_o, называемого молярной электропроводностью при бесконечном разведении

Рис.3.10 Зависимость_молярной                    Рис.3.11  Зависимость_молярной электропроводности_от_концентрации.            электропроводности от разведения  

Для слабого электролита такая зависимость молярной электропроводности от концентрации обусловлена в основном увеличением степени диссоциации с разбавлением раствора. В случае сильного электролита с уменьшением концентрации ослабляется взаимодействие ионов между собой, что увеличивает скорость их движения и, следовательно, молярную электропроводность раствора. Последнюю связывает с абсолютными скоростями движения катионов и анионов U₊ и U_– уравнение Аррениуса:

                  

Ф. Кольрауш показал, что в молярную электропроводность бесконечно разбавленных растворов электролитов каждый из ионов вносит свой независимый вклад, и λ_o является суммой молярных электропроводностей катиона и аниона λ₊ и λ_–  (т.н. подвижностей ионов), и сформулировал закон независимости движения ионов:

Молярная электропроводность при бесконечном разведении равна сумме электролитических подвижностей катиона и аниона данного электролита.

                    

Подставив в это выражение уравнение Аррениуса и приняв, что при бесконечном разведении степень диссоциации α равна единице, получим:

               

Отсюда

;                                 

Электролитическая подвижноть является важнейшей характеристикой иона, отражающей его участие в электропроводности раствора.