Электропроводность растворов электролитов. Числа переноса

Содержание

Слайд 2

1 Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов

Слайд 3

1 Электропроводность растворов электролитов Факторы, влияющие на скорость движения иона в

1 Электропроводность растворов электролитов Факторы, влияющие на скорость движения иона в электрическом

поле

Размер иона: чем меньше ион, тем он более подвижен. Рассматривая этот фактор, необходимо помнить, что ионы в водном растворе гидратированы, а значит речь идет о размерах гидратированного иона. Например, свободный ион Li+ меньше иона К+, однако первый ион обладает меньшей скоростью движения в растворе. Это связано с тем, что он в большей степени гидратирован
Заряд иона: скорость движения иона тем больше, чем выше его заряд. Однако, следует иметь в виду, что с увеличением заряда увеличивается степень гидратации, значит, уменьшается подвижность
Природа растворителя: чем больше вязкость растворителя, тем большее сопротивление испытывает ион, тем меньше его скорость
Напряжённость электрического поля E (т.е. разность потенциалов между электродами U делённая на расстояние между ними l: E=U/l).

Слайд 4

1 Электропроводность растворов электролитов Скорость движения иона в электрическом поле Отношение

1 Электропроводность растворов электролитов Скорость движения иона в электрическом поле

Отношение скорости иона

к напряженности электрического поля называют
электрической подвижностью иона (абсолютной скоростью движения иона)‏

u = υ / E

Слайд 5

1 Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов

Слайд 6

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов Мерой способности раствора электролита

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов

Мерой способности раствора электролита проводить электрический

ток является комплексная (общая) электропроводность Κ (каппа) - величина, обратная полному омическому сопротивлению раствора R
Электрическое сопротивление любого проводника R (Ом) может быть рассчитано по формуле:
ρ – удельное сопротивление, Ом·м
l – расстояние между электродами (длина проводника), м
S – площадь электродов (поперечное сечение проводника), м2
Тогда электропроводность равна
Единицей измерения электропроводности является Ом-1 или Сименс (См)‏
Слайд 7

Удельная электропроводность - проводимость единицы объема раствора, обратно пропорциональна удельному сопротивлению

Удельная электропроводность - проводимость единицы объема раствора, обратно пропорциональна удельному сопротивлению
Удельная

электропроводность (κ, χ) раствора электролита - это электрическая проводимость объёма раствора, заключённого между двумя параллельными электродами площадью 1 м2 каждый, расположенными на расстоянии 1 м друг от друга
Единицы измерения:
Ом-1·м-1, См·м-1, Ом-1·см-1, См·см-1
Удельная электропроводность воды при 298 К 6,33·10-6 См/м

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов

Слайд 8

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов

Слайд 9

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическая ячейка Для определения удельной электропроводности необходимо

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическая ячейка

Для определения удельной электропроводности необходимо знать площадь

электродов и расстояние между ними. На практике эти величины обычно не измеряют, а определяют т.н. константу ячейки k
Кондуктометрическая ячейка представляет собой сосуд, в который вставлены два платиновых электрода, помещаемые в исследуемый раствор
Константа (постоянная) ячейки
Величину k определяют экспериментально. Для этого измеряют электропроводность растворов с точно известным значением , обычно растворов KCl определённой концентрации (0,1; 0,05; 0,01 моль/л), для которых величины имеются в таблицах. Зная константу ячейки, можно рассчитать удельную электропроводность по формуле:
Слайд 10

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов Удельная электропроводность зависит от:

1 Электропроводность растворов электролитов Электропроводность растворов электролитов

Удельная электропроводность зависит от:
природы электролита и

растворителя
концентрации раствора
температуры
Слайд 11

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость удельной электропроводности от концентрации водных растворов

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость удельной электропроводности от концентрации водных растворов при

постоянной температуре

При равных концентрациях растворов проводимость растворов сильных электролитов значительно выше, чем слабых, так как в них содержится больше ионов – носителей электричества
С увеличением концентрации удельная электропроводность сначала растёт как в растворах сильных, так и слабых электролитов, так как увеличивается количество ионов в растворе
Далее с ростом концентрации наблюдается максимум и в области высоких концентраций – уменьшение удельной электропроводности
Для сильных электролитов это связано с увеличением вязкости растворов и усилением электростатического взаимодействия между ионами, что уменьшает скорость их движения и, соответственно, удельную электропроводность
Для слабых электролитов понижение удельной электропроводности в области высоких концентраций связано с уменьшением степени диссоциации и, следовательно, уменьшением количества ионов

разб.

конц.

Слайд 12

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость удельной электропроводности от температуры При повышении

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость удельной электропроводности от температуры

При повышении температуры удельная

электропроводность растворов электролитов возрастает, что вызвано увеличением скорости движения ионов за счёт понижения вязкости раствора и уменьшения сольватированности ионов
α – температурный коэффициент проводимости
Для солей α ≈ 0,02
Это означает, что повышение температуры на один градус приводит к увеличению электропроводимости примерно на 2%.
Следует отметить, что электрическая проводимость металлов при повышении температуры уменьшается
Слайд 13

1 Электропроводность растворов электролитов Эквивалентная электропроводность λэ

1 Электропроводность растворов электролитов Эквивалентная электропроводность

λэ

Слайд 14

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность Молярная электропроводность λ (лямбда) или

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

Молярная электропроводность λ (лямбда) или μ (мю)–

это проводимость раствора, содержащего 1 моль вещества при расстоянии между электродами, равном 1 м
Молярная электропроводность является величиной, обратной сопротивлению раствора, содержащего 1 моль вещества и помещённого между двумя параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 метр
 Молярная электропроводность связана с удельной электропроводностью формулой
С – молярная концентрация, моль/м3
Для практических расчётов используют уравнение
С – молярная концентрация, моль/дм3
- удельная электропроводность, См·см-1
Величина называется разведением (разбавлением) раствора
Слайд 15

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

Слайд 16

1 Электропроводность растворов электролитов Мост Уитстона

1 Электропроводность растворов электролитов Мост Уитстона

Слайд 17

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость молярной электропроводности от разбавления V и

1 Электропроводность растворов электролитов Зависимость молярной электропроводности от разбавления V и молярной

концентрации C
Молярная электропроводность как для сильных, так и для слабых электролитов увеличивается с уменьшением концентрации, т.е. с увеличением разбавления раствора, достигая некоторого предельного значения λ0, называемого молярной электропроводностью при бесконечном разведении (соответствует электропроводности бесконечно разбавленного раствора, в котором отсутствуют межионные взаимодействия и степень диссоциации равна 1.)
В предельно разбавленных растворах λ0 является постоянной характеристикой раствора, не зависящей от изменения концентрации электролита
Слайд 18

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

Слайд 19

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводность

Слайд 20

1 Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов

Слайд 21

1 Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов

Слайд 22

1 Электропроводность растворов электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов

Слайд 23

1 Электропроводность растворов электролитов Закон Кольрауша

1 Электропроводность растворов электролитов Закон Кольрауша

Слайд 24

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость сильных электролитов Закон Кольрауша для

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость сильных электролитов

Закон Кольрауша для разбавленных растворов

сильных электролитов
А – эмпирическая константа (при данной температуре) для данного электролита и растворителя
- молярная электропроводность раствора при концентрации С и при бесконечном разведении
Приготовить раствор, концентрация которого равна нулю, невозможно, поэтому величину λ0 определяют графически

Если приготовить ряд растворов различной концентрации, измерить их проводимость λ, рассчитать и построить график λ = f(√С), то экстраполируя полученную прямую на ось ординат (С = 0), можно определить λ0

Слайд 25

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов Молярная проводимость слабых

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов

Молярная проводимость слабых электролитов значительно

меньше, чем для растворов сильных электролитов
Это связано с тем, что даже при низких концентрациях степень диссоциации слабых электролитов мала
Повышение молярной проводимости слабых электролитов при разбавлении растворов связано с увеличением степени диссоциации в соответствии с законом разбавления Оствальда
Слайд 26

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов

Слайд 27

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов

1 Электропроводность растворов электролитов Молярная электропроводимость слабых электролитов

Слайд 28

Слайд 29

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическое титрование Точку эквивалентности определяют по изменению электропроводности раствора

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическое титрование

Точку эквивалентности определяют по изменению электропроводности раствора

Слайд 30

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическое титрование

1 Электропроводность растворов электролитов Кондуктометрическое титрование

Слайд 31

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 32

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 33

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 34

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 35

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 36

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 37

2 Числа переноса ионов Неортодоксальные ионы

2 Числа переноса ионов

Неортодоксальные ионы

Слайд 38

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 39

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 40

2 Числа переноса ионов

2 Числа переноса ионов

Слайд 41

2 Числа переноса ионов Метод Хитторфа для определения чисел переноса

2 Числа переноса ионов
Метод Хитторфа для определения чисел переноса

Слайд 42

3 Полиэлектролиты

3 Полиэлектролиты

Слайд 43

3 Полиамфолиты

3 Полиамфолиты

Слайд 44

4 Проводимость живых систем

4 Проводимость живых систем

Слайд 45

4 Проводимость живых систем

4 Проводимость живых систем