Влияние природы растворенного вещества на электропроводность

Природа растворенного вещества влияет на величину электропроводности за счет двух факторов:

• характер связи. Чем более ионной является связь в молекуле, тем больше степень диссоциации и тем выше удельная электропроводность;

• размер сольватированных ионов. Чем больше радиус сольватированного иона, тем ниже удельная электропроводность.

Влияние растворителя

Растворитель влияет на величину удельной электропроводности через два параметра – вязкость и диэлектрическую проницаемость.

Влияние температуры

Величина температурного коэффициента при средних температурах в водных растворах для большинства ионов изменяется в пределах 0,02÷0,025, поэтому увеличение удельной и эквивалентной электропроводности раствора при повышении температуры на 1° составляет примерно 2–2,5%. Так как погрешность измерения электропроводности при изменении температуры высока, при проведении кондуктометрических исследований растворы необходимо термостатировать.

Применение прямой кондуктометрии

1. Определение концентрации раствора электролита с известным качественным составом (метод градуировочного графика, метод стандартных добавок).

2. Кондуктометрический детектор в хроматографии.

3. Определение физико-химических констант.

Кондуктометрические методы в физико-химических исследованиях Определение электропроводности слабых электролитов

Эквивалентная электропроводность раствора электролита при бесконечном разбавлении является наиболее полной характеристикой электролита, так как в этих условиях на величину эквивалентной электропроводности не влияют степень диссоциации – для слабых электролитов и межионные взаимодействия – для сильных.

Определение производится путем экстраполяции зависимости λэ от на значение. Однако данный способ дает ненадежные результаты.

Для определения эквивалентной электропроводности удобнее использовать метод, основанный на законе независимого движения ионов Кольрауша. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении для любого электролита равна сумме ионных электропроводностей.

Определение растворимости малорастворимого соединения

Растворимость этой соли равна S, а насыщенный раствор соли имеет электропроводность. Для случая диссоциации малорастворимых солей величина практически равна и может быть рассчитана на основании закона Кольрауша либо взята из справочников для ионных электропроводностей растворов при бесконечном разбавлении.

Кондуктометрическое титрование

Кондуктометрическое титрование основано на измерении электропроводности раствора, меняющейся в процессе химической реакции между исследуемым веществом и титрантом. Точку эквивалентности фиксируют по резкому излому кривой титрования.

Например, пусть определяемое вещество AB и титрант CD в растворе полностью диссоциируют на ионы, а в результате реакции образуется малодиссоциируемое вещество AD:

A+ + B– + C+ + D– = AD + C+ + D–.

Вследствие изменения состава раствора в процессе титрования происходит изменение электропроводности раствора электролита. При этом до точки эквивалентности возможен различный характер изменения электропроводности в зависимости от соотношения подвижности ионов A+ и С+.

Чем острее угол на кривой титрования, тем точнее можно определить точку эквивалентности.

В кондуктометрическом титровании можно использовать реакции нейтрализации, осаждения, комплексообразования. Окислительно-восстановительные реакции используют крайне редко (в основном в полуводных растворителях) из-за того, что протекают они в сильнокислых или сильнощелочных средах, на фоне которых трудно зафиксировать малое изменение электропроводности за счет основной реакции.

При титровании кислот основаниями происходит замена высокоподвижных ионов водорода (гидроксония) ионами с намного меньшей подвижностью. При титровании кислот необходимо учитывать общее правило: чем более диссоциирована кислота, тем ближе отвечает точке эквивалентности минимум электропроводности на кривой кондуктометрического титрования.