Оглавление:
Электрическая проводимость растворов
- Проводимость раствора Проводимость — это способность вещества проводить ток под воздействием внешнего электрического поля. Измерение электропроводности материалов в различных растворителях было предметом многих исследований, начиная с прошлого века. Измерение проводимости в настоящее время не утратило своей важности.
- Единицей проводимости является проводимость проводника с сопротивлением 1 Ом. В СИ эта единица называется Siemens (См), и проводимость раствора выражается в единицах удельной или эквивалентной проводимости. Более удобные единицы измерения для практического использования в лаборатории — это десятичные единицы, такие как кубические сантиметры (см3) или кубические дециметры (дм3).
Проводимость x измеряется в См / м и представляет собой проводимость 1 м3 помещенного раствора. Людмила Фирмаль
Затем проводимость измеряется в единицах с / см, что приводит к удельной электропроводности столба жидкости длиной 1 см и площадью поперечного сечения 1 см2. В разбавленных растворах проводимость увеличивается с увеличением концентрации и достигает максимума при довольно высоких концентрациях. И уменьшить.
На рисунке 8.1 представлен типичный пример этой зависимости. Электропроводность слабого электролита уксусной кислоты значительно ниже соответствующего значения раствора NS! Или КОН. По мере увеличения количества высококонцентрированных ионов проводимость увеличивается по мере увеличения концентрации достаточно высокого раствора.
Однако в концентрированном растворе возникают другие эффекты, и проводимость уже снижается. В концентрированных растворах сила взаимодействия между ионами увеличивается, что приводит к образованию ион-ионных ассоциаций или ионных пар, увеличению вязкости раствора, уменьшению скорости ионов и уменьшению проводимости. Эффект появится. Общий результат действия этих факторов — максимальное значение на кривой электропроводности.
В аналитических измерениях обычно используются участки кривой, где увеличивается проводимость, то есть участки разбавленных и умеренно концентрированных растворов. V-эквивалентная электропроводность — это электропроводность раствора, который содержит эквивалент 1 моля материала и находится между двумя параллельными электродами на расстоянии 1 см. Единица измерения — см-см ^ / моль в эквиваленте.
Соотношение и эквивалентная проводимость связаны соотношением Х = 1000х / с, (8,1) Где с — эквивалентная молярная концентрация, моль / л В области с относительно низкой концентрацией эквивалентная электропроводность электролита обычно увеличивается при уменьшении концентрации раствора и повышении температуры.
Просмотр ID > моль / л Рис. 8 I Электропроводность: / -HC1, 2-KOH. 3-UNCSS Для электролитов, которые полностью диссоциируют (так называемые сильные) в области разбавленного раствора (менее 0,001 М), концентрационная зависимость проводимости выражается следующим уравнением: I = L0-a / T (8.2) yfc, где k0 — сильный 8.2. Зависимость эквивалентного электролита от бесконечного разбавления Ленточная проволока и константа.
Диапазон концентрации: \ л * o l Эти отношения Я-сильный; 2-слабый_1 Фотография электролита. 8.2 Прямой. Снизилась Когда концентрация электролита увеличивается, эквивалентная электрическая проводимость увеличивается, и в бесконечно большой области разбавления она имеет тенденцию быть предельным значением, которое характеризует электропроводность виртуального раствора с бесконечным разбавлением.
- Константа a в уравнении (8.2) была интерпретирована теорией Дебая-Хюккеля, разработанной Онзагером. Эквивалентное снижение электропроводности объясняется теорией Дебая-на-Сагере из-за эффектов электрофореза и замедления релаксации. Оба эффекта связаны с наличием в ионной атмосфере противоположно заряженных ионов вокруг ионов.
Электрофоретический эффект обусловлен тем, что центральный ион движется в одном направлении под действием электрического поля, а ионная атмосфера с противоположным зарядом движется в противоположном направлении, препятствуя движению ионов. Релаксационное сопротивление обусловлено процессом разрушения и формирования ионной атмосферы во время миграции ионов.
Концентрационная зависимость эквивалентной электропроводности в этой теории. Людмила Фирмаль
Где L — коэффициент, характеризующий электрофоретический эффект, а B — коэффициент релаксации. Значения A и B зависят от температуры, вязкости и диэлектрической проницаемости растворителя и рассчитываются теоретически. Конечная эквивалентная электропроводность ko может быть выражена как сумма конечной электропроводности или конечной подвижности ионов.
Где ^ o (f) и A, o (-> — предельная эквивалентная электропроводность или предельная подвижность катионов и анионов соответственно. Закон аддитивности электропроводности бесконечно разбавленного раствора электролита имеет вид (8.3) была основана Ф. Колеласом в 1879 году до появления теории электролитической диссоциации. Соотношение (8.3) также называют законом независимого движения ионов.
Численное значение подвижности ионов в водном растворе при комнатной температуре находится в диапазоне 30-70 См см-см2 / (моль экв.), И эти значения значительно превышаются только для ионов H + и OH (R.0 ( n-) = 350; 10 юн-> = 199 см-см2 / (моль-экв), что связано со специальным механизмом движения этих ионов в электрическом поле.
Концентрационная зависимость проводимости слабого электролита является более сложной, чем зависимость сильного электролита (см. Рис. 8.2, кривая 2). Это объясняется тем, что на проводимость слабых электролитов влияют не только электрофоретические и релаксационные эффекты, наблюдаемые с сильными электролитами, но также и увеличение степени диссоциации электролитов из-за разбавления раствора.
Проводимость. Данные о проводимости растворов слабых электролитов часто используются для расчета констант диссоциации. Неводная проводимость имеет много характеристик. Диэлектрическая проницаемость растворителя оказывает большое влияние на проводимость. Концентрационная зависимость электропроводности раствора с высокой диэлектрической проницаемостью аналогична соответствующей зависимости водного раствора.
Минимальные и максимальные значения формируются на кривых проводимости растворов с низкой диэлектрической проницаемостью растворителей, таких как хинолин и пиридин. Это в основном объясняется сложной природой ионов и растворителей и их взаимодействиями.
Одним из наиболее широко используемых неводных растворителей в аналитической химии является диоксан, имеющий низкую диэлектрическую проницаемость 2) Смешать с водой в некотором роде. Проводимость раствора увеличивается с ростом температуры. Для водных растворов увеличение составляет 2-2,5% на градус.
Температурная зависимость ограниченной подвижности ионов часто выражается следующим уравнением: L0 (/) = A, 0 (25 °> [(1 + α (/ -25)]], Где a — эмпирический коэффициент, который зависит от природы иона и растворителя. Высокочастотный ток полевого электролита. Токи с частотами порядка мегагерц и десятки мегагерц называются высокочастотными токами. На таких частотах молекулярные влияния или деформации и ориентационная поляризация начинают играть роль в решении.
Электроны любой молекулы под воздействием электрического поля Тянул к положительному электроду и отрицательно тянул к ядру. Это явление называется молекулярной поляризацией или поляризацией деформации. Полярные молекулы в электрическом поле также имеют ориентационную поляризацию, которая стремится ориентировать дипольные молекулы вдоль электрического поля.
Титрование. Как известно в электротехнике, полная проводимость цепи с емкостью или индуктивностью (А) состоит из активных компонентов Lact и Hactact. ^ == ^ акт + реакция » В зависимости от емкости, неэффективный компонент проводимости Он (реакция) = Зависит от индуктивности A.L (реакция) = ~ Lt
Где со это частота. С это емкость. L — индуктивность. / = V — 1. Таким образом, например, изменения состава раствора во время титрования можно отслеживать по изменениям проводимости и емкости или изменениям проводимости и индуктивности.
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
| Общая характеристика спектрального и оптического методов анализа | Схема установки для определения электрической проводимости |
| Задачи по спектральному и оптическому методам анализа | Прямая кондуктометрия |
