14. Сильные электролиты.
Особенности поведения р-ров сильных электролитов объясняется электростатичностью и теорией Дебаля Кюкгеля.
а)Теория основана на положении о полной диссоциации сильных эл-тов в р-рах (разбавленной и концентриров. В растворах этих эл-ов существ только ионы).
б) Теория учитывает совокупное взаимодействие каждого иона с окруж. его ионами, как положительные так и отрицательные. Каждый ион окружён противоп-но заряженными ионами, кот. в свою очередь взаимодействуют с другими противоположно заряженными ионами. Сл-но, вокруг каждого иона формируется ионная атмосфера. Тепловое движение ионов в р-ре приводит к тому, что они непрерывно обмениваются местами с ионами др. атмосфер. Теория рассматр. взаимосвязь иона с окружающей его ионной атмосферой. Поле, создаваемое атмосферой является непрерывным и зависит только от концентрации ионов в р-ре. Теория позволяет установить закономерность прохождения элек-ского тока через р-ры сильных эл-тов.
Недостаток:
Теория не учитывает размеров ионов и не учитывает взаимодействие ионов с молекулами растворителя.
Для р-ров сильных эл-тов (реально существуеств.). Льюисом было введено понятие – активность. (вел-на, аналогичн. концентрации, кот. используется для идеальных и предельно разбавлен. р-ров).
Концентрация и активность связаны между собой коэффициентом активности:
а = g*С
Е
сли
С 0, то g
1
Льюисом было введено понятие ионной силы р-ра (I) – полусумма произ-ения концентрации всех ионов в р-ре на квадрат их заряда.
I = ½
Пример: Дан р-р, который содержит 2 сильных эл-та:
0,01 моль СаСl2
0.1 моль Na2SO4
I = ½ (0,01*22 + 2* 0,01* 12- 2*0,12 + 0,1 * 22) = 0,33
Ионная сила характеризует межионное взаимодействие.
В соответствии с законом ионной силы, коэффициент активности g одного эл-та (вида ионов) зависит только от ионной силы р-ра. И при её постоянном значении не изменяется, не зависимо от вида остальных эл-тов (ионов), присутств. в р-ре.
Коэф-енты активности – табличные величины.
15. Механизм движения ионов. Абсолютная скорость ионов.
- +
l
C, моль/м3
U, B.
r (шар) h – вязкость среды.
Если в системе отсутствует электрическое поле, ионы участвуют в хаотическом движении. (движение ионов предст., как движение тв. шарика в вязкой среде).
При наложении внешнего поля ионы в соотв. с их знаком участвуют в направленном движении.
На ион действует сила F1 = ZE (пропорциональная напряжённости эл.поля).
Z – заряд иона.
F1 = ZE = m dq/dr,
r – время.
По мере увеличения q иона возрастает сопротивление среды (F2) – сила трения.
F2 = 6Пrhq
6П – коэффициент, который учитывает сферическую форму иона.
Через некоторое время движение иона – равномерное и F2 = F1:
F2 = 6Пrhq
q = Z E / Пrh
q0 – абсолютная q движения иона.
При Р,Т = const и h,r = const
q+ = q0+*Е; q- = q-0*Е
Физический смысл q:
Это абсолютная q движения иона данного знака (м2 / ВС). Это q движения иона, если Е = 1.
Радиусы катионов (К) и анионов (А), а следовательно и скорости их движения в электрическом поле различны.
Если различие достаточно большое, то в переносе электричества участвует только один вид иона (униполярная проводимость).
Пример:
Также существует биполярная проводимость, где в переносе участвуют одновременно два иона.