Удельная электрическая проводимость

Электрическая проводимость растворов электролитов

Способность веществ проводить электрический ток под действием внешнего электрического поля называется электрической проводимостью (L). Это величина обратная сопротивлению (R). Так как

, то , (4.14)

где ρ — удельное сопротивление, Ом/м; S — площадь поперечного сечения, м²; l — длина проводника, м.

Различают удельную и молярную электрическую проводимость растворов электролитов.

Удельная электрическая проводимость раствора электролита () — это
проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными
электродами, имеющими площадь по одному квадратному метру и
расположенными на расстоянии 1 м друг от друга.

Удельная электрическая проводимость является величиной обратной
удельному сопротивлению (ρ). Тогда из (4.14) получаем:

, (4.15)

, где φ - постоянная сосуда.

Следовательно, размерность величины удельной электрической проводи-
мости =См/м, где См (Сименс) — это обозначение единицы измерения
электропроводности.

В электрохимии часто пользуются традиционным определением удельной
электрической проводимости: это проводимость объема, раствора, располо-
женного между параллельными электродами, расстояние между которыми
составляет 1 м, а площадь каждого из них равна 1 см². При этом размерность
.

Удельная электрическая проводимость
электролитов определяется количеством и
зарядом ионов, переносящих электричество, а
также скоростью их движения в электрическом
поле.

График зависимости от концентрации
раствора для сильных электролитов представ-
ляет собой кривую с четко выраженным
максимумом, а для слабых — этот максимум
в значительной степени размыт и практически
не проявляется (рис. 4.1). В области малых концентраций растворов
сильных и слабых электролитов рост
электрической проводимости обусловлен
увеличением количества
ионов — переносчиков электричества.

При
увеличении концентрации растет плотность
раствора, что снижает скорость движения ионов, при этом у слабых электролитов заметно снижается степень
диссоциации, поэтому для слабых электролитов начинает уменьшаться в
области значительно более разбавленных растворов и роста электропро-
водности практически не наблюдается, а максимум на кривой получается
очень пологим.

Повышение температуры на 1 Кувеличивает удельную электропро-
водность на 2 — 2,5% за счет понижения вязкости раствора и уплотнения
гидратированных ионов, а для растворов слабых электролитов — за счет
увеличения степени диссоциации в случае эндотермической реакции
растворения электролита.

На величину удельной электрической проводимости, кроме перечисленных
факторов, влияет валентность (заряд) иона, так как чем больше заряд иона,
тем большее количество электричества он переносит. Так, двухвалентный
анион отдает аноду два электрона, в то время как одновалентный — только
один.

Давление не оказывает заметного влияния на удельную электрическую
проводимость.

Таким образом, удельная электрическая проводимость зависит от многих факторов, но, как это следует из определения, она не относится к определенному количеству вещества (концентрация раствора между электродами, находящимися на расстоя- нии 1 м не оговорена и может быть любой). В связи с этим в электрохимии введено понятие молярной электрической проводимости раствора электролита. В более ранних изданиях учебной литературы этот тип электрической проводимости называется эквивалентной.

Рис. 4.1. Зависимость удельной электрической проводимости сильных и слабых электролитов от концентрации раствора

Дата добавления: 2014-11-16