Влияние различных факторов на электропроводность

Электропроводность зависит от числа переносчиков заряда и от скорости их движения.

 

Влияние природы электролита и растворителя

Чем выше степень диссоциации электролита, тем больше переносчиков заряда, и тем выше электропроводность электролита, при данных условиях.

Величина a зависит от диэлектрической проницаемости раствора e, чем выше e, тем на больших расстояниях проявляются меж ионные взаимодействия, и тем выше a и следовательно l.

Электропроводность зависит от подвижности ионов. Аномально высокой подвижностью обладают ионы Н⁺ (l⁰_н+= 350) и гидроксильные ионы ОН^- (l⁰_он-= 198). Это объясняется эстафетным эффектом переноса. Все остальные ионы имеют l⁰ в пределах от 50 до 80.

Чем выше вязкость растворителя, тем ниже подвижность ионов, и тем следовательно ниже электропроводность раствора.

 

Влияние концентрации электролита

а) Сильные электролиты – в воде практически полностью диссоциируют (a=1).

При увеличении концентрации удельная электропроводность вначале увеличиваются, за счет увеличения числа переносчиков заряда. Дальнейшее увеличение С приводит к уменьшению расстояния между ионами, что приводит к увеличению меж ионных взаимодействий. Меж ионные взаимодействия тормозят движение ионов, т.е. снижается их подвижность, что приводит к уменьшению æ (рис.2, а и б).

При увеличении С уменьшается l. Для сильных электролитов l = lmax, при С®0. При малых концентрациях (С £ 100 ммоль/л) зависимость l от С описывается эмпирическим уравнением прямой:

 

 

 

Отношение величины l при данной С к предельной l⁰ называется коэффициентом электропроводности.

 

¦_l= (15)

тогда:

l=¦_l·(l⁰ ₊ - l⁰ _-) (16)

æ= ·(l⁰ ₊+ l⁰ _-) (17)

 

б) Слабые электролиты в растворе имеют не высоки концентрации ионов, поэтому ¦_l=1. Отсюда:

l=a·¦_l·(l⁰ ₊+ l⁰ _-) (18)

при разведении раствора l увеличивается.

æ= ·(l⁰ ₊+ l⁰ _-) (19)

при увеличении С слабого электролита æ увеличивается незначительно, а затем плавно уменьшается, т. к. снижается степень диссоциации (рис.2, в).

Влияние температуры

С увеличением Т уменьшается вязкость раствора, это приводит к увеличению подвижности ионов и a­, и увеличению электропроводности.

Зависимость æ от температуры выражают уравнением:

æ_t = æ₀·(1+αt+βt²) (20)

где æ₀ - удельная электропроводность раствора при 0 °С; α и β - коэффициенты, зависящие от концентрации и природы электролита.

Повышение температуры на 1 град вызывает увеличение электропроводности раствора на 2-2,5%.

 

Методы кондуктометрического анализа

Прямая кондуктометрия

Концентрация электролита определяется по электропроводности раствора, которая в определенных пределах прямо пропорциональна концентрации с помощью калибровочного графика [æ=¦(С)].

Метод используется для определения индивидуальных электролитов в растворе и электролитов в смесях, когда концентрации примесей не изменяются и невысоки. Метод применяется для контроля качества воды, осадков и органических препаратов, определения влажности сыпучих материалов.