27. Особенности водных растворов электролитов.

Электролиты – это вещества, которые в жидком растворе подвергаются при взаимодействии с растворителем электролитической диссоциации – распаду на электрически заряженные частицы (ионы), способные к самостоятельному существованию. Чаще других имеют дело с водными растворами электролитов.

Электролиты при растворении в воде или расплавлении распадаются (диссоциируют) на ионы – положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные частицы.

Сильное физико-химическое взаимодействие при растворении приводит к сильному изменению свойств раствора (химическая теория растворов).

Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят, называются неэлектролитами.

К электролитам относятся кислоты, основания и почти все соли, к неэлектролитам — большинство органических соединений, а также вещества, в молекулах которых имеются только ковалентные неполярные или малополярные связи.

28. Электропроводность растворов электролитов.

Растворы электролитов способны проводить электрический ток; они характеризуются определенным удельным электрическим сопротивлением ρ (ρ – это сопротивление проводника длиной 1 м с поперечным сечением 1 м²). Величина, обратная удельному электрическому сопротивлению, есть удельная электропроводность растворов электролитов, она обозначается через к (каппа):

К=1/ρ

Удельная электропроводность характеризует электропроводность раствора электролита объемом 1 м³, заключенного между двумя электродами, которые расположены на расстоянии 1 м и имеют площадь 1 м².

Удельное сопротивление проводника, в том числе и растворов электролитов, определяется следующим образом: ρ=RB/L

R – общее сопротивление проводника (раствора электролита), (Ом);

B,L – попречное сечение и длина проводника.

Удельная электропроводность растет в определенных пределах с ростом концентрации электролитов.

Мольная (молярная) электропроводность λ – это электропроводность 1 моля раствора электролита, заключенного между двумя пластинами, расположенными на расстоянии 1м.

Между мольной и удельной электропроводностью существует связь: λ=к/с

Электропроводность зависит от температуры и концентрации раствора электролита. При повышении температуры увеличивается скорость движения ионов, и возрастает электропроводность.

29. Подвижность ионов и числа переноса.

Мольная электропроводность определяется ионами, которые образуются в растворе электролитов в результате электролитической диссоциации. Они складываются из мольных проводимостей катионов λ⁺ и анионов λ⁻ - это подвижность ионов или ионная электропроводимость. Подвижность ионов пропорциональна абсолютной скорости движения катионов ν⁺ и анионов ν⁻( иногда называют абсолютными подвижностями ионов).

λ=αF(ν⁺+ν⁻)

α – степень диссоциации

F – постоянная Фарадея.

Мольную электропроводность можно представить следующим образом:

λ=α(λ⁺+λ⁻)

В предельно разбавленных растворах, когда ионов так мало, под действием внешнего электрического поля движение ионов одного знака не мешает движению ионов другого знака, а степень диссоциации стремится к единице, α—>1, имеем:

λ_∞=λ_∞^⁺+λ_∞^⁻ подвижность катионов и анионов при бесконечном разбавлении. Это уравнение выражает Кольрауша, согласно которому при бесконечном разбавлении мольная электропроводимость равна сумме ионных электропроводностей, или подвижности ионов (закон независимости движения ионов при бесконечном разбавлении). Этот закон справедлив как для слабых, так и для сильных электролитов и отражает аддитивность ионной проводимости.

В связи с разной скоростью движения ионов доля электричества, переносимая ими, будет различной. Подобную долю называют числом переноса. Число переноса есть отношение абсолюной скорости движения катиона (или аниона) к суммарной скорости движения катиона и аниона, т.е.

t⁺=ν⁺/ν⁺+ν⁻, t⁻=ν⁻/ν⁺+ν⁻