Электролит ерітіндісініњ электрӨткізгіштігі

Заттардыњ электр тогын өткізетін ќасиетін электрµткізгіштік дейді. Электролиттердіњ, бірінші текті µткізгіштер (металдар) сияќты, электр тогына ќарсы белгілі бір кедергілері болады. Иондыќ атмосфераныњ ион ќозѓалысына кедергісі релаксациялыќ жєне электрофоретикалыќ эффектілердіњ єсерінен туады.

Ион ќозѓалысын тежейтін эффектілердіњ барлыѓы электролит ерітіндісініњ концентрациясымен байланысты, себебі концентрация иондық атмосфераның құрылысына әсер етеді, б±л эффектілердің барлығы электролит ерітіндісініњ кедергісін тудырады.

Электролит ерітіндісініњ кедергісін (R) электродтардыњ ара ќашыќтыѓына () тура пропорционал жєне электродтыњ кµлденењ ќимасына (S) кері пропорционал болады:

R=r , (1)

м±нда r - пропорционалдыќ коэффициент, ол электролит ерітіндісініњ табиѓатына тєуелді жєне ерітіндініњ меншікті кедергісі деп аталады.

Кедергіге кері шама электрµткізгіштік (L) деп аталады, оныњ µлшем бірлігі Ом^-1:

L = (2)

Электрµткізгіштікті сипаттайтын мањызды шама меншікті электрµткізгіштік (c), ол тењ

(3)

СИ ж‰йесі бойынша, меншікті электрµткізгіштік деп ара ќашыќтыѓы 1м, аудандары 1м² екі электродтыњ арасына орналасќан электролит ерітітіндісініњ электрµткізгіштігін айтады, оныњ өлшемі Ом^-1. м^-1 немесе См^-1. м^-1, м±нда Ом^-1 = См (См - Сименс).

Практикада меншікті электрµткізгіштікті аныќтау ‰шін мен S шамаларын білу ќажет, біраќ оларды µлшеу µте ќиын. Дегенмен /S ќатынасын аныќтау оњай, ол ‰шін меншікті электрµткізгіштігі белгілі ерітіндініњ кедергісін µлшеп /S ќатынасын табамыз; б±л ќатынасты ыдыс т±раќтысы (К) деп атайды. Сонда

,

Осыдан

(4)

Ыдыс т±раќтысы электрµткізгіштікті µлшейтін ыдысќа ќ±йылѓан ерітіндініњ жалпы кедергісі оныњ меншікті кедергісінен ќанша есе кµп немесе аз екенін кµрсетеді.

Сµйтіп, берілген электролит ерітіндісініњ меншікті электрµткізгіштігін практикада аныќтау ‰шін алдымен ыдыс т±раќтысын (К) аныќтап, содан соњ берілген ерітіндініњ кедергісін (R) µлшеп, (4) - тењдеудіњ кµмегімен меншікті электрµткізгіштігін (c) есептейміз.

Электролит ерітіндісініњ меншікті электрµткізгіштігі оныњ концентрациясына тєуелді.

Меншікті электрµткізгіштіктіњ жоѓары концентрацияларда тµмендеуі к‰шті электролиттер ‰шін релаксациялыќ жєне электрофоретикалыќ эффектілердіњ єсерімен, ал єлсіз электролиттер ‰шін диссоциациялану дєрежесініњ азаюымен т‰сіндіріледі.

Электрµткізгіштік ерітіндіде иондардыњ ќозѓалысымен аныќталатындыќтан, меншікті электр µткізгізгіштіктіњ шамасы берілген электролит ‰шін концентрациямен ќоса температураѓа да тєуелді болады, ол тєуелділік мына тењдеумен µрнектеледі:

c_t=c₂₅[1+a(t-25)] (5)

м±нда c_t - электролиттіњ t температурадаѓы меншікті электр µткізгіштігі; c₂₅ - 18⁰С-дегі меншікті электрµткізгіштігі; a - температуралыќ коэффициент.

Электрохимияда эквиваленттік немесе молярлыќ (егер концентрация моль/л-мен µлшенсе) электрµткізгіштік дейтін ±ѓым жиі ќолданылады. Б±л ±ѓымды ѓылымѓа алѓаш Р. Ленц енгізген.

Эквиваленттік (молярлыќ) электр µткізгіштік (l) деп ара ќашыќтыѓы 1м екі электродтыњ арасына орналасќан, ішінде 1г-экв (немесе 1 моль) электролит еріген ерітіндініњ электрµткізгіштігін айтады.

Эквиваленттік электрµткізгіштік мына тењдеумен µрнектеледі:

l_C = , (10)

немесе

l_v = c×1000×V,

м±нда V - с±йылту саны. Және

l_C= f_l(l_к + l_a) (11)

Шексіз с±йылтќан ерітінді ‰шін электрµткізгіштік коэффициент 1-ге тењ, сонда

l_¥ = l_к,¥ + l_a,¥, (12)

м±нда l_¥ - электрлиттіњ шексіз с±йылтќан ерітіндісініњ электрµткізгіштігі, l_к,¥ жєне l_a,¥ - иондардыњ шексіз с±йылтылѓан ерітіндідегі ќозѓалѓыштыќтары, сонда к‰шті электролит ‰шін

f_l = , (13)

Єлсіз электролиттер ‰шін,

a = (14)

Концентрацияныњ µлшем бірлігіне байланысты l мен c арасындаѓы байланыс (10 - тењдеудегі) µзгеріп отырады, егер концентрация моль/м³ - пен µлшенсе, сұйылту – м³/моль болады. Сонда l-ніњ µлшемі См ^. м²/моль, c-діњ µлшемі См/м болып, жалпы түрде

l=c/С

Эквиваленттік электрµткізгішіктіњ температураѓа тєуелділігі меншікті электр µткізгіштіктіњ тєуелділігіндей (5-тењдеу):

l_t = l₂₅[1+((t-25)] (15)

Эквиваленттік электрµткізгіштіктіњ концентрацияѓа тєуелділігі к‰рделі, біраќ бинарлы к‰шті электролиттердіњ төмен концентрациялы ерітінділері ‰шін тµмендегі тењдеулермен µрнектеледі:

l_С = l_¥ - А (16)

Максимал электрµткізгіштік иондардыњ (катион мен анионның) шексіз с±йылтќан ерітіндідегі ќозѓалѓыштыќтарыныњ (электрµткізгіштіктерініњ) ќосындысына тењ (Кольрауш зањы) (12-теңдеу).

Кольрауш зањыныњ маѓынасы: шексіз с±йылтќан ерітіндіде катион мен анионның ќозѓалѓыштыќтары µзініњ шекті (максимал) мєніне жететіндіктен бір - біріне тєуелсіз ќозѓалып электр тогын тєуелсіз µткізеді. Б±л зањ к‰шті электролиттердіњ жоғарырақ концентрациялы ерітінділеріне, мысалы, т±здардыњ 0,01 г-экв/л, ќышќылдар мен сілтілердіњ 0,001 г-экв/л концентрацияларына да ќолданылады.

К‰шті электролиттердіњ эквиваленттік электр µткізгіштігініњ максимал мєнін (l_¥) аныќтау ‰шін (16)-тењдеу ќолданылады, б±л тењдеу Кольрауштыњ екінші зањы деп аталады. Єлсіз электролиттер ‰шін l_¥ - мєнін Кольрауш зањын ќолданып та аныќтайды, ол ‰шін иондардыњ шексіз с±йылтылѓан ерітіндідегі эквиваленттік электрµткізгіштіктері (максимал ќозѓалѓыштыќтары) белгілі болуы ќажет (олар кестеден алынады).

Эквиваленттік электрµткізгіштіктіњ l_¥ жєне l мєндері арќылы єлсіз электролиттіњ диссоциациялану дєрежсін (14) - тењдеу бойынша аныќтайды, содан соњ диссоциациялану константасын Оствальдтіњ с±йылту зањы бойынша есептейді:

К_с = (19)

немесе, электрµткізгіштік арќылы жазсаќ:

К_с = (20)

К‰шті электролиттер ‰шін берілген концентрациядаѓы электрµткізгіштіктің шексіз с±йылтќан кездегі максималды электрµткізгіштікке ќатынасы электрµткізгіштік коэффициенті (f_l) деп аталады, ол иондар арасындаѓы єсерлесуді сипаттайды:

f_l = (25)

ерітінділерді анализдеуге болады.