Лекция 3 Электропроводность растворов электролитов Определения

Лекция 3

• 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

Удельная электропроводность ()

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

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

Правило Кольрауша

• молярная электропроводность сильного электролита любой концентрации и слабого электролита при бесконечном разбавлении представляет собой сумму молярных ионных подвижностей

Коэффициент электропроводности электролита

• f - отражает наличие ион-ионных взаимодействий и особенности вязкого движения ионов
• f  1 – ион-ионное взаимодействие исчезающе мало

Эффекты, приводящие к снижению молярной электропроводности

• Электрофоретический эффект

• Эффект 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 электропроводности

Эффекты Дебая-Фалькенгагена и Вина

• 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

Эффекты Дебая-Фалькенгагена и Вина

• 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