Зависимостта на проводимостта на концентрацията и температурата
Показване на зависимостта на разтвори проводимост модел на концентрации на някои електролити.
Фиг. ясно е, че в Слънцето ?? предишни случаи криви с = F (в) имат ясно изразен максимум присъствието на което може да се обясни както следва. В разредени разтвори на електролити скорост йон е почти независимо от концентрацията (почти без взаимното влияние на йони) и се увеличава почти проводимост в пряка зависимост от концентрацията. йонна атмосфера в концентрирани разтвори значително уплътнява и взаимното влияние на йони намалява тяхната скорост и електрически проводимост намалява. Количествено скоростта на намаляване на движение на йони в разтвор с концентрация увеличение се характеризира за
· Силни електролити - намаляване на активността коефициенти F ±;
· Слаби електролити - намаляване на степента на дисоциация на AE.
С увеличаване на стойност концентрация на F ± понижено намаляване или AE става преобладаващ и в намалява. С повишаване на температурата на разтвора се увеличава с, тъй намаляване на хидратация черупките на йоните и вискозитетът на разтвора, и с увеличаване на налягането (P> 1000 бара) в намалява.
Липса на недвусмислен зависимост от проводимостта на концентрацията на разтворите причинени въведе понятието еквивалент проводимост (л), което представлява съотношение на проводимостта на броя на грам еквивалента от разтворено вещество в 1 cm 3 разтвор, ᴛ.ᴇ.
, Ом -1 cm 2 екв -1
където С - нормален разтвор концентрация, грам-еквивалента / dm3.
, Ом -1 cm 2 екв -1
където V - обем на разтвор в мл, който се разтваря в един грама еквивалента електролит.
V = 1 / и и се нарича разтвор разреждане. (В SI L се изразява в омове -1 cm 2 грама -1 екв. За да се превърне стойностите на литър, изразено в ома -1 cm 2 грама -1 в екв-Cu система, стойностите трябва да бъдат умножени по 10 л -4).
защото с увеличаване на концентрацията в се повишава по-бавно от концентрацията (може да се види от горната фигура), след това с увеличаване на концентрацията на L намалява. Обратно, намаляването на концентрацията на разтвора на електролит еквивалент на своите електрически увеличава проводимост, достигайки гранична стойност, съответстваща на безкрайно разреждане (C = 0). Тази гранична стойност се нарича еквивалентен проводимост еквивалент на проводимост при безкрайно разреждане (L0). (Физически l0 стойност представлява електропроводимостта е безкрайно голям обем разтвор, съдържащ 1 грам еквивалента от разтворено вещество, при което електродите са безкрайно голяма площ на разстояние 1 см един от друг).
Показване модел зависимостта на еквивалентната проводимост за различни концентрации от електролити: L = F (Öв). Фигурата показва, че за силни електролити, степента на дисоциация на е равно на 1 (as.e. = 1) - HCI, КОН, натриев хлорид, литиев хлорид - бавно намаляване eynoe линг ?? л с нарастваща концентрация. Важно е да се отбележи, че за слабите електролити (СН3СООН) променя закон л малко по-различен.
Освен това от фигурата, че стойностите на еквивалентната проводимост в безкраен разреждане (L0) са различни за различни електролити. Това се дължи на факта, че способността на разтвори на електролити да извърши електрически ток се определя не само от заряда на йоните и тяхната сума в разтвор, но и действителната скорост на движение на йоните в разтвора.
Подвижността на йони (абсолютен мобилност граница мобилност)
Разликите в стойностите на еквивалентната проводимост при безкрайно разреждане на електролити обяснени с разликата в скоростите на различни йони. защото в разтвор от заредени частици поради (причинена от) приложеното напрежение (в разтвор създава потенциална разлика), след това скоростта на движение на йони е пропорционална на потенциален спад в дължината на вълната ?? е 1 cm (градиент на потенциал).
Скоростта на движение на йони в разтвор при градиент на потенциал на 1 (1 / cm), наречен абсолютни мобилност на йони.
Ако означим абсолютната мобилност на йони чрез U + и U-. еквивалентната проводимостта на разтвора на електролит може да бъде изразено като
където К ¢ - коефициент на пропорционалност, който е независим от вида на електролита. Може да се покаже, че коефициентът на пропорционалност K ¢ не е нищо друго, тъй като Фарадей F = 96,500 молекули. и еквивалентната електропроводимостта се изрази както следва:
Стойността на Ь + и L- се наричат йон мобилност. Един йон мобилност равна на еквивалентните проводимост йони - катиони и аниони поотделно и измерени в същите единици: ома -1 cm 2 екв -1.
Това означава, че еквивалентни проводимостта на разтвора на електролит е количество добавка, която се състои от еквивалентната проводимост на отделните йони. Стойността на ограничаване йонната мобилност (L0, и) е постоянна при дадена температура за даден йон
С увеличаване на концентрацията на електролита йон мобилността на вида на намалява, което води до намаляване и еквивалентната проводимостта на разтвора (както може да се види от Фигура 2). Стойността на еквивалент проводимостта на разтвора на електролит въз основа на еквивалентната проводимост в безкраен разреждане трябва да бъде изразена чрез емпиричната формула Kohlrausch на:
където - ?? емпирична константа решена ennaya за много разредени разтвори.
Счетоводни уравнение 5 април може да се докаже, че:
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, при използване на стойностите на концентрацията на разтвора (и) и мобилността на йони в него (Li) може да се изчисли стойността на максималната подвижността на даден йон
показват граница Таблица стойности мобилност на някои йони във водни разтвори при 25 ° С
От таблицата следва, че ограничение мобилността ?? бивши Sun йони и хидрониев освен gidraksila представляват sebyaprimerno на идентичен величина. Причината за това е така.
В едно безкрайно разреден воден разтвор на електролит движи хидратни йони, йонни атмосфера лишени. Скорост на движение на йони под влиянието на потенциалната разлика е обратно пропорционални количества ?? д хидратирана радиус йон. Очевидно е, че скоростта на Li + ще бъде по-малка от скоростта на подвижна Na +. и Mg2 + скорост по-малка от скоростта на Са2 +:
защото величина радиуси на хидратирани литиеви йони е по-голяма от йони Na +:
В същото време разликата в радиуса на хидратни йони имат ravnovalentnyh йони е пренебрежимо малък, следователно, стойността на тяхната пределна мобилност не трябва да се различават значително. Въпреки това, скоростта на поливалентни йони не трябва да бъде значително по-голям от Скоростите едновалентни, тъй като се увеличава с увеличаване на валенция и радиус на хидратни йони.
Необичайно по-голяма от граничната мобилността на хидрониев и хидроксилни йони се обясни както следва.
хидрониев йон е оформен от протон хидратация в разтвор:
защото много водни молекули и всички ?? д те имат равен способност да хидратират протон Н +. след това на дела ?? д във водата е постоянен обмен между протона на водните молекули:
При липса на посока електрическо поле е случайно разменени и при прилагане на потенциална разлика се директното движение. В този случай, протона движи към катода, скачане от една водна молекула на друг.
Тъй като разликата на протона е много малък движение не е ограничено от водните молекули, протон мобилност е много по-голяма мобилност на други йони.
По същия начин, може да се обясни с висока мобилност на хидроксилните йони. молекули вода се дисоциират от уравнение O''N + H2 + OH - в съответствие с KW. Където хидроксилната йон може да протон у тоалетна ?? ednih водни молекули:
При прилагане на потенциална разлика, че процесът е насочено (към анода) и създава появата на характер движение на хидроксилни йони към анода. В случаите ?? д движат отново протони, което води до високи крайни хидроксилни йони мобилност (условни), но в този случай мобилността на ОН - по-малко, отколкото в случая на чист Н +. защото свързване с молекулата на водата е по-силна, отколкото в йон H 3 О +.
Проводимост на силни и слаби електролити въз основа на концентрацията
Позовавайки се причини ?? д, ефектът от намаляване л силни и слаби електролити с увеличаване на концентрацията на разтвора. Ние вече каза, че силна концентрация на електролита намалява с увеличаване на средната моларна фактор активност, и слаба с увеличаването на степента на концентрация на електролита дисоциация намалява.
Намаляване л силна електролитни увеличава концентрацията причинени само йони намаляват скоростта. В градиент постоянна външното поле, тази скорост зависи от инхибиторните ефекти като ефект на релаксация на йонен атмосфера, електрофоретичен сила и силата на триене. релаксация ефект: всеки активен йон в разтвор е заобиколен от йонен атмосфера. Когато се движи под въздействието на външно електрическо поле йон частично излиза от околната среда (атмосфера йон), но тя е създадена в нова позиция на централната йон и старата, дисталната част на йонен атмосфера разсейва под влиянието на осмотични сили. Времето, през което е налице възстановяване на йонната атмосфера в новото място се нарича време за релаксация. Този път игрище (не безкрайно малък), във връзка с движението на централната йон се инхибира защото '' Staraya '' йонен атмосфера предотвратява движението на централната йон.
Електрофоретичната ефект е по същество, че електрическото поле йоните съставляващи йон атмосфера се движат в посока, обратна на движението на централната йон, който инхибира неговото движение. Силите на триене са дефинирани среден вискозитет.
L зависимост от концентрацията на разтвора за слабите електролити трябва да се намери емпирично. Така за едновалентна електролит (NH4 ОН):
Заместването на стойност в уравнението Kd. получаваме:
Това уравнение се нарича закон на Оствалд разреждане и дава възможност да се свържете директно с CD л.
Свързани статии