Электролит ерітінділерінің электр өткізгіштігі. Меншікті және молярлы электр өткізгіштік. Әлсіз және күшті электролиттердің электр өткізгіштігінің концентрацияға тәуелділігі. Кольрауш, Дебай-Онзагер заңдары
жүктеу/скачать 1.3 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Күшті және әлсіз электролиттердің де молярлық электр өткізгіштігі концентрацияның төмендеуімен жоғарылайды
| Молярлық электр өткізгіштік
Молярлық электр өткізгіштік дегеніміз-1 моль зат бар ерітіндінің кері кедергісі және 1 моль қашықтықта орналасқан екі параллель электродтардың арасына орналастырылған өлшемі Молярлық электр өткізгіштік λ (ламбда) – бұл электродтар арасындағы қашықтық 1 м болатын 1 моль зат бар ерітіндінің өткізгіштігі С – молярная концентрация, моль/м3
(10) (11) Шексіз сұйылтқан ерітінді үшін электрµткізгіштік коэффициент 1-ге тең, сонда = к, + a, мұнда - электролиттің шексіз сұйылтқан ерітіндісінің электрөткізгіштігі, к, және a, - иондардың шексіз сұйылтылған ерітіндідегі қозғалғыштықтары, сонда күшті электролит үшін (12) (13) Әлсіз электролиттер үшін, (14) Концентрацияның өлшем бірлігіне байланысты мен арасындағы байланыс (10 - теңдеудегі) өзгеріп отырады, егер концентрация моль/м3 - пен өлшенсе, сұйылту – м3/моль болады. Сонда -нің өлшемі См . м2/моль, -дің өлшемі См/м болып, жалпы түрде = /С Эквиваленттік электрөткізгішіктің температураға тәуелділігі меншікті электр өткізгіштіктің тәуелділігіндей (5-теңдеу): t = 25[1+((t-25)] (15) (16) Эквиваленттік электрөткізгіштіктің концентрацияға тәуелділігі күрделі, бірақ бинарлы күшті электролиттердің төмен концентрациялы ерітінділері үшін төмендегі теңдеулермен өрнектеледі: немесе мұнда А және В - тұрақты шамалар. Жалпы алғанда эквиваленттік электрөткізгіштік ерітіндіні сұйылтқан сайын өсіп отырады, оның себебі күшті электролиттер үшін ион-иондық әсерлесулердің азаюы, сөйтіп иондар қозғалғыштығының артуы болады. Шексіз көп сұйылтқанда эквиваленттік электрөткізгіштік өзінің максимал мәніне теңеседі, ол мәнді максимал электрөткізгіштік деп атайды, 2-сурет. 2-сурет. Әртүрлі электролиттерді сұйылту барысында эквивалентті электрөткізгіштіктің өзгеруі Күшті және әлсіз электролиттердің де молярлық электр өткізгіштігі концентрацияның төмендеуімен жоғарылайды 3-сурет. Молярлық электрөткізгіштіктің концентрацияға тәуелділігі
Кольрауш заңының мағынасы: шексіз сұйылтқан ерітіндіде катион мен анионның қозғалғыштықтары өзінің шекті (максимал) мәніне жететіндіктен бір - біріне тәуелсіз қозғалып электр тогын тәуелсіз өткізеді. Бұл заң күшті электролиттердің жоғарырақ концентрациялы ерітінділеріне, мысалы, тұздардың 0,01 г-экв/л, қышқылдар мен сілтілердің 0,001 г-экв/л концентрацияларына да қолданылады. Максимал электрөткізгіштік иондардың (катион мен анионның) шексіз сұйылтқан ерітіндідегі қозғалғыштықтарының (электрөткізгіштіктерінің) қосындысына тең (Кольрауш заңы) (12-теңдеу). = к, + a, , Концентрациясы бұдан жоғары (0,5 г-экв/л-ге дейін және одан жоғары) ерітінділер үшін (17)- теңдеу қолданылады. Әлсіз электролиттерге жоғарыдағы әдіс қолданылмайды, себебі олардың толық диссоциациясы тек шексіз төмен концентрациясында ғана байқалады (мұндай ерітінділерді іс жүзінде дайындау қиын). Шекті (максимал) электрөткізгіштікті () әлсіз электролиттер үшін Оствальд - Валден ережесін қолданып шамамен табуға болады, ол ереже бойынша = С + nВC, (18) (17) мұнда n - анион мен катион валенттіліктерінің көбейтіндісі; ВС - электролит концентрациясына тәуелді тұрақты шама. Төменде ВС -нің концентрацияға тәуелді мәндері келтірілген.
Әлсіз электролиттер үшін - мәнін Кольрауш заңын қолданып та анықтайды, ол үшін иондардың шексіз сұйылтылған ерітіндідегі эквиваленттік электрөткізгіштіктері (максимал қозғалғыштықтары) белгілі болуы қажет (олар кестеден алынады). Кестедегі белгілі мәндер 250С (немесе 180С) температура үшін беріледі, сондықтан есептеулер басқа температура үшін жүргізілген жағдайда (15)-теңдеу бойынша температураға түзету енгізу қажет. Эквиваленттік электрөткізгіштіктің және мәндері арқылы әлсіз электролиттің диссоциациялану дәрежесін (14) - теңдеу бойынша анықтайды, диссоциациялану константасын Оствальдтің сұйылту заңы бойынша есептейді: немесе (19) (20) Әлсіз электролиттер үшін <<1 болатындықтан, (19) - теңдеуді мына түрде жазуға болады: Кс = 2С, осыдан (21) (22) Әлсіз электролиттер үшін мен Кс - тұрақты шамалар болатындықтан lg = f(lgС) графигі түзу сызықты, бұрыштық коэффициенті 1/2-ге тең. (20) (23) (24) (25) Электрөткізгіштік коэффициенті (f) иондардың зарядына тәуелді: электролиттердің 0,1Н ерітіндісінде бір-бір валентті (1:1) электролит үшін f0,8, бір-екі валентті (1:2) электролит үшін f0,75, ал екі-екі валенттілері (2:2) үшін f0,4. Электролит ерітінділерінің меншікті және эквиваленттік электр өткізгіштіктері электрохимиялық зерттеулерде маңызды рөл атқарады. Электр өткізгіштікті өлшеу Кольрауш көпіршесінің көмегімен жүргізіледі, көпіршеге жоғары жиілікті айнымалы ток жіберіледі. Кольрауш көпіршесінің құрылысы физикалық химияның практимуына арналған оқулықтарда берілген. жүктеу/скачать 1.3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|