Электропроводность растворов

Под прохождением электрического тока через вещество пони­мают движение (перенос) электрических зарядов от одного полюса к другому под действием внешнего электрического поля. Способность вещества проводить электрический ток называется электропровод­ностью.

Различают две основные формы проводимости: электронную и ион­ную. Электронной проводимостью обладают, например, металлы в твер­дом и расплавленном состоянии. Электрический ток по этим провод­никам передается потоком электронов аналогично потоку газов в трубе в направлении от катода цепи к аноду.

В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Анионы в электрическом поле движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы—к отрица­тельному электроду — катоду. Скорость движения ионов в растворах по сравнению со скоростями движения электронов в металлах мала, поэтому электропроводность, например, меди и серебра примерно в 1 000 000 раз больше электропроводности растворов.

Проводник, по которому течет электрический ток, представляет для него определенное сопротивление. За единицу сопротивления, как известно, принят ом, который представляет собой сопротивление столба ртути длиной 106,3 см и площадью сечения 1 мм² при 0°С.

Согласно закону Ома сопротивление R прямо пропорционально длине проводника l, обратно пропорционально площади сечения S и зависит от материала:

В этом уравнении r (греч. «ро») — удельное сопротивление, т.е. со­противление проводника, имеющего длину 1 см и сечение в 1 см² (при t = const), которое зависит исключительно от качества материала.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблицах для одной и той же тем­пературы, поскольку сопротивление проводников зависит от темпе­ратуры. Эта зависимость для металлов и электролитов противополож­на: если сопротивление металлов с повышением температуры увели­чивается, то сопротивление растворов электролитов, наоборот, умень­шается (примерно на 1 – 2,5% на каждый градус).

Когда речь идет о растворах электролитов, обычно говорят не о со­противлении растворов, а об их электропроводности. Мерой электро­проводности является количество электричества, выраженное в куло­нах, которое за единицу времени проходит через электролит. Таким образом, для растворов электролитов справедливо следующее соотно­шение:

I=LE

где I — сила тока, Е — электродвижущая сила (э дс), в; L, — электро­проводность электролита. В том случае, когда Е = 1, I = LL, как и I, есть сила тока, измеряемая в амперах. Из курса физики известно, что

где R — сопротивление.

Объединив два последних уравнения, получим:

Таким образом, электропроводность раствора можно характеризовать как величину, обратную его сопротивлению. Подставив в уравнение (**) значение R из закона Ома, будем иметь:

Дата добавления: 2014-12-17