Elektrolitok - studopediya
Elektromos vezetőképesség SOLUTIONS
Az elektromos vezetőképesség c - fizikai skalártípust megadott mennyiségi becslésére a képességét, hogy átmenjen egy áramvezető és a jelenlegi értéke egyenlő az arány azt a vezetőt, hogy a feszültség U végein a karmester
c - a kölcsönös elektromos ellenállás c = 1 / R. a dimenziója [Ohm - 1] = [Lásd - Siemens].
Vezetőképesség - értékét a kiterjedt, ami függ a karmester méret. Annak érdekében, hogy méretei a vezető és karmester számszerűsíteni a képességét, hogy a jelenlegi bevezetett skalár fizikai mennyiség - vezetőképesség k. termék arány egyenlő a C a vezetési a vezeték és annak hossza L a keresztmetszete S a vezeték:
Tól (1.2) következik, hogy a dimenziója a vezetőképesség [Lásd × m - 1 vagy Ohm - cm × 1 - 1].
Attól vezetőképességű vizes oldatok bizonyos koncentrációjú elektrolitok ábrán mutatjuk be. 1.1. Amint az ábrából látható. 1.1, 0 C ® elektrolit vezetőképessége érték megközelíti az érték a vezetőképesség a tiszta víz, amely körülbelül 10 - 5 x Lásd m - 1, és jelenléte miatt az ionok H3 O + és OH -. származó disszociációs víz: 2H2 O = H3 O + + OH -. A növekedést a vezetőképessége az elektrolit koncentráció növekedésével az első, a megnövekedett ionok száma az oldatban, majd csökken. Minél több az ionokra oldatban, annál erősebb az ion-ion kölcsönhatás, ami szerkezetváltozást az oldat, az ion mozgás lefelé. Ezért, attól függően, hogy a vezetőképesség vizes oldatainak elektrolitok lehet jellemzi koncentrációjának maximális. Alkalmanként, mivel a korlátozott oldhatósága, egy rögzített emelkedő ága a görbe (ábra. 1.1).
Ábra. 1.1. Függése a fajlagos vezetőképesség
vizes oldatok erős elektrolitok koncentrációja
Az egyenértékű elektromos vezetőképessége az elektrolit eléri az L aránya a vezetőképessége oldattal olyan koncentrációig, kifejezett kilo-ekvivalens oldott anyag oldatban per m 3:
ahol l - egyenértékű elektromos vezetőképesség az oldat [Lásd × m 2 × kg-ekvivalens - 1]; k - a fajlagos elektromos vezetőképesség az oldat; c - koncentráció (kg-ekv × m - 3); Vo = s - 1 - hígítás.
Ha használjuk a dimenzió vezetőképesség [k] - [Lásd × cm - 1] koncentráció [c] - [g-ekvivalens × n - 1], majd a
Korlátlanul hígított oldatot jellemzi korlátozó érték az egyenértékű elektromos vezetőképesség lo ha a = 1, ami az összege az egyenértékű vezetőképessége az egyes ionok: kationok - anionok és -:
Adalékanyag tulajdonság limit elektromos vezetőképesség, alábbi egyenlet fejezi ki (1,5) néven ismert törvénye Kohlrausch független az ionok mozgását.
Ionjai különböző kémiai természetű különböző értékeket egyenértékű villamos vezetőképesség (táblázat. 1). Amint táblázatból látható. 1, a maximális érték azonos elektromos vezetőképesség jellemzi, a hidrogénion, valamivel kisebb - hidroxid ion egyenértékű elektromos vezetőképességű vizes oldatban más ionok nem különböznek egymástól, és a tartományban 40-80 cm × 2 cm × g-ekvivalens - 1.
Szerint az Arrhenius elektrolitos disszociáció elméletének a megoldások gyenge elektrolitok:
ahol egy - a disszociációs mértéke gyenge elektrolit; l - egyenértékű elektromos vezetőképessége az elektrolit oldat meghatározzuk egy; lo - egyenértékű elektromos vezetőképesség végtelenül híg oldatban.
A híg oldatok erős elektrolitok l függés koncentrációja kellő pontossággal közelíteni az empirikus egyenlet Kohlrausch:
ahol l - egyenértékű elektromos vezetőképessége az elektrolit oldat, lo - egyenértékű elektromos vezetőképesség végtelenül híg oldatban, b - empirikus tényező c - koncentrációja ekv × L - 1.
Néhány kivételtől eltekintve, a vezetőképesség vizes oldatainak elektrolitok növekszik a hőmérséklet emelkedésével és kielégítően által leírt egyenlettel:
ahol K25 - vezetőképesség 25 ° C-on; t - a hőmérséklet, amelynél a számított vezetőképesség kt; k - a hővezetési együtthatója.
Határértékek ekvivalens elektromos vezetőképességét különböző ionok vízben hőmérsékleten 25 C.
. Cm × 2 cm × g-ekvivalens - 1
A nagysága a hőmérséklet együttható kiszámítható mérésén alapul a elektrolit oldat vezetőképessége két hőmérsékleten, azaz például 25 és 75 ° C-on
Mérése villamos ellenállása az elektrolit oldat egy laboratóriumban practicum végre egy AC híd frekvenciája 50 Hz, egy vázlatos diagram, ábrán látható. 1.2. A legegyszerűbb formájában a híd négy ellenállást: Rx - ellenállása a hajó egy vizsgálandó elektrolit, Rm - áruház ellenállás R1 és R2 ellenállások és az ellenállás. Az egyik átló a híd áramkör bekapcsolásakor oszcilloszkópon nulla 0 típusú ISE-3M, és egy másik - a váltakozó áramú forrás.
Ábra. 1.2. Az AC híd mérni
megoldások elektromos ellenállás
Kiegyensúlyozó híd végezzük oszcillografikus cső nulla jelzést ISE-3M a függőlegesen eltérítő lemezek, ahol a feszültséget, hogy az átlós, vízszintes és terelőlemezek - tápfeszültség hidat. A képernyőn egy katódsugárcső ábrázoljuk világító ellipszis. Ha a mérleg a híd jelenlegi átlós minimális ellipszis zsugorodik a vonalat, és a következő összefüggést:
Ha a vezetőképesség cella ellenállásának mérésére elektrolit oldat a keresztmetszete 1 cm2, és az elektródák elfoglalják minden részén a hajó, és található a parttól 1 cm-re egymástól, az elektrolit ellenállását Rx. mért ilyen hajó lenne számszerűen egyenlő annak ellenállása r. Így tudtuk azonnal értékének kiszámításához az elektromos vezetőképessége az elektrolit oldat, mint a fordított ellenállása :. Hogy pontos cellaméret technikailag nehéz, ezért a gyakorlatban használt ellenállásának mérésére elektrolit oldat sejt tetszőleges alakú és méretű függően vezetőképességét oldatok elektrolitok és koncentrációik (ábra. 1.3). Ebben az esetben a fajlagos elektromos vezetőképességet képlettel számítottuk ki:
ahol K - együtthatója arányossági konstans nevű hajó.
Tól (1.10) következik, hogy
A K-érték függ az elektródok közötti távolság a méretük és a helyét képest az edény faláról, valamint az oldat térfogata hozott. Abban az esetben, ha az elektródák elfoglalja a teljes keresztmetszete a hajó, a konstans K aránya az elektródok közötti távolság, hogy azok felülete:
Ebben az esetben, egy állandó hajót lehet direkt méréssel határoztunk meg az L és S. Az ezt a technikát használjuk Kohlrausch, amelyek nagy pontossággal számos meghatározott vezetőképesség elektrolitok (KCI, NaCI, KNO3 et al.).
A laboratóriumi gyakorlatban, cellaállandó mérésével határozzuk meg az ellenállást a elektrolit-térfogat vezetőképesség ismert vezetőképesség. Az érték K egyenlet szerint számítjuk ki (1.11).
Ábra. 1.3. Vezetőképesség-mérő cella
ellenállás elektrolit oldatok
alacsony (a) és magas (b) vezetőképesség