3Лекция

Электропроводность растворов электролитов

Определения Электропроводность раствора

свойство пропускать электрический ток под влиянием электрического поля

Миграция иона перемещение иона в электрическом поле

Поток иона Jиона

изменение числа молей i-го иона во времени при переходе через площадку S (со скоростью иона в растворе с концентрацией сиона), расположенную перпендикулярно направлению движения

1 ионаиона иона иона

dnJ с

S dt

(Удельная электропроводность )

i i ii

Fci z u X U

iRS

l

RSX

i i ii

l

SR

z Fc u

Удельная электропроводность Характеризует

электропроводность раствора, заключенного между двумя плоскими параллельными электродами, имеющими площадь по 1 см2

и расположенными на расстоянии 1 см друг от друга

ЗАДАНИЕ. Объясните форму концентрационной зависимости удельной электропроводности

i i ii

z Fc u

Молярная электропроводность Характеризует электропроводность

раствора, заключенного между двумя плоскими параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга и имеющими такую площадь, чтобы раствор между электродами содержал 1 моль электролита.

ЗАДАНИЕ: Покажите, что молярная электропроводность, в отличие от удельной, зависит только от ион-ионного взаимодействия, но не от числа ионов в растворе

с

с

Правило Кольрауша молярная электропроводность сильного электролита

любой концентрации и слабого электролита при бесконечном разбавлении представляет собой сумму молярных ионных подвижностей

с с с

с с с

( сильный электролит ) 0 0 0

( слабый электролит )

Коэффициент электропроводностиэлектролита

f - отражает наличие ион-ионных взаимодействий и особенности вязкого движения ионов

f 1 – ион-ионное взаимодействие исчезающе мало 0

с f сильный электролитf

слабый электролит

, Эффекты приводящие к снижению молярной электропроводности

Электрофоретический эффектЭффект асимметрии, или релаксации

при наложении электрического поля ион начинает двигаться в одну сторону, а его ионная атмосфера в противоположную; за счет взаимного притяжения центрального иона и противоположно заряженных ионов атмосферы возникает дополнительное трение, которое уменьшает подвижность ионов и молярную электропроводность

при движении ион покидает свою ионную атмосферу и непрерывно на пути своего движения создает новую; разрушение и образование атмосферы происходит не мгновенно; в процессе разрушения старая шаровая симметрия ионной атмосферы искажается: ее плотность позади движущегося иона больше, что вызывает торможение движения иона

Эффекты торможения иона и концентрационная зависимость

молярной электропроводности0с

электрофорет релакс

- ЭффектыДебая Фалькенгагена иВина

Эффект Дебая-Фалькенгагена Эффект Вина

при достаточно высокой частоте переменного тока молярная электропроводность раствора резко увеличивается , достигая 2/3 от с

при достаточно высокой напряженности электрического поля молярная электропроводность раствора резко увеличивается , достигая максимального значения - 0

- ЭффектыДебая Фалькенгагена иВина

Эффект Дебая-Фалькенгагена Эффект Вина

при достаточно высокой частоте переменного тока время движения иона в одном направлении настолько мало, что сферическая симметрия ионной атмосферы не нарушается: тормозящий эффект релаксации исчезает, электропроводность возрастает

при достаточно высокой напряженности электрического поля скорости движения ионов настолько велики, что на их пути не успевает создаваться ионная атмосфера; это резко уменьшает как релаксационное, так и электрофоретическое торможение

Числа переноса Число переноса i-го иона – доля тока (заряда),

переносимая i-м видом ионов

ВОПРОС: Чему равна сумма чисел переноса всех ионов? ЗАДАНИЕ. Выведите формулы расчета чисел переноса

катионов и анионов в растворе бинарного электролита

i i i

i i

i ii

cc i ii

ii

z Fc u

I qt

I Q

ct

z Fc u