Загальні теоретичні відомості. Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на іони, які і є носіями зарядів

Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на іони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному ступенем дисоціації, що залежить від концентрації електроліту та температури.

Ступінь дисоціації α можна визначити методом виміру електричної провідності. Розрізняють питому й еквівалентну електричні провідності. Питома електрична провідність χ - величина, зворотна питомому опору:

(4.15)

Електричний опір провідника R пов'язаний з питомим опором ρ рівнянням R ═ ρ , (4.16)

де - довжина провідника; S - площа поперечного переріза.

Таким чином, (4.17)

Відповідно до закону Ома , (4.18) де U – напруга; I – сила струму.

Отже, (4.19) або (4.20)

Питома електрична провідність χ – електрична провідность розчину обємом 1 м³, що міститься між паралельними електродами, площа кожного з яких становить 1 см². Одиниця питомої електропровідності Ом^-1 м^-1.

Еквівалентна (молярна) електрична провідність λ – електрична провідність розчину такого об’єму розчину, який містить один моль електроліту, і розчин міститься між двома паралельними електродами, відстань між якими дорівнює 1 м. Одиниця молярної електропровідності Ом^-1·м²·моль^-1 або См·м²·моль^-1.

розраховується за рівнянням:

, Ом^-1·м²·моль^-1

(4.21)

де С – молярна концентрація еквівалентів, моль/л.

Еквівалентна електрична провідність слабких електролітів збільшується з розведенням внаслідок зростання ступеня дисоціації електроліту.

Відповідно до закону незалежного руху іонів у розведених розчинах (закон Кольрауша)

, (4.22) де λ ⁺_∞ і λ ^-_∞ іонні електричні провідності при нескінченному розведенні або рухливості іонів. Рухливості іонів пропорційні абсолютним швидкостям руху іонів:

λ ⁺ ═ Fυ _+, λ ^- ═ Fυ _-, (4.23)

де υ ₊ і υ _- - абсолютні швидкості руху, см²·с^-1, В^-1 (F = 96485 Кл/моль – стала Фарадея).

Абсолютною швидкістю руху іонів називається швидкість, з якої іони рухаються в електричному полі із градієнтом потенціалу 1В/см. Рухливості іонів залежать від температури, природи іона та природи розчинника. Обчислимо значення λ за рівнянням (4.21) і λ _∞ для слабкого електроліту за рівнянням (4.22) значення іонних электропровідностей (рухливостей іонів) беруть з довідника і перераховують для відповідної температури. Розрахуємо його ступінь дисоціації

(4.24) За законом розведення Оствальда визначимо константу дисоціації слабкого електроліту КA, що залежить від температури, природи розчиненої речовини й природи розчинника. Для бінарного електроліту (КА ↔ К⁺+ А^-),

(4.25) де С – концентрація електроліту.