Растворы электролитов. Движение ионов в электрическом поле

 

Закон разбавления Оствальда для электролита, диссоциирующего на два иона

К_д= ,(2.5.1)

где К_д – константа диссоциации электролита;

С – молярная концентрация;

α; – степень диссоциации.

Если для слабого электролита выполняется условие α;<<1, то справедливо приближенное равенство

.

Связь между изотоническим коэффициентом и степенью диссоциации электролита

, (2.5.2)

где α; – степень диссоциации;

i – изотонический коэффициент;

n – число ионов, на которые распадается электролит.

 

Молярная активность

, (2.5.3)

где – молярный коэффициент активности;

С – молярная концентрация.

Активность электролита А_mB_n

a=a₊^m × a_-ⁿ. (2.5.4)

 

Средняя активность ионов электролита А_mB_n

. (2.5.5)

 

Средний коэффициент активности ионов электролита А_mB_n

. (2.5.6)

 

Ионная сила раствора

, (2.5.7)

где С_i – концентрации всех находящихся в растворе ионов (для точных расчетов нужно подставлять моляльные концентрации, но в разбавленных растворах без существенной погрешности их можно заменить молярными концентрациями);

z_i – заряды всех находящихся в растворе ионов.

 

Уравнение Дебая-Гюккеля

, (2.5.8)

где – средний коэффициент активности ионов;

I – ионная сила раствора;

z₁ и z₂ – заряды ионов.

 

Подвижность (абсолютная скорость движения) ионов

, (2.5.9)

где – скорость движения иона, м/с;

Е – напряженность электрического поля, В/м

Числа переноса ионов

; (2.5.10)

 

Электрическое сопротивление

, (2.5.11)

где – удельное сопротивление, Ом·м;

l – расстояние между электродами, м;

S – площадь электродов, м²

 

Удельная электрическая проводимость раствора (удельная электропроводность)

; (2.5.12)

 

Молярная эквивалентная электропроводность

; (2.5.13)

где С_экв. – эквивалентная (нормальная) концентрация электролита, моль экв./м³;

– объем раствора, содержащий 1 моль экв. электролита (разбавление или разведение), м³

Степень диссоциации

, (2.5.14)

где - эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении.

 

Закон Кольрауша (закон независимого движения ионов)

(2.5.15)

Так как

; ,

формула (2.5.15) преобразуется к виду

, (2.5.16)

где F – постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).