Електропровідність

Електропровідністю називається здатність системи проводити електричний струм. Розчини електролітів є провідниками другого роду, в яких електричний струм переноситься іонами.

Опір будь-якого провідника прямо пропорційний його довжині l та обернено пропорційний площі перерізу S:

,

(5.1)

де - питомий опір (опір при l = 1 та S = 1) з розмірністю Ом×м.

Опір розчинів електролітів описується рівнянням:

,

(5.2)

де - питома електропровідність, яка характеризує електричну провідність об’єму розчину, що розміщений між двома паралельними електродами одиничної площі, розташованими на одиничній відстані один від одного. Розмірність в системі СДС – , в системі СІ - . Щоб перевести питому електропровідність з СДС у СІ, потрібно помножити її на 10².

З рівняння (5.2) випливає, що

,

(5.3)

де - константа комірки для вимірювання електропровідності, яка розраховується за рівнянням (5.3) після вимірювання опору комірки з розчином, для якого відомо .

Молярна (еквівалентна) електропровідність - це провідність об’єму розчину, що містить 1 моль (1 моль - екв.) розчиненої речовини і знаходиться між двома паралельними електродами, розташованими на одиничній відстані один від одного:

,

(5.4)

де - розведення розчину (величина, обернена концентрації), що дорівнює об’єму розчину, в якому міститься 1 моль (1 моль - екв.) електроліту. Якщо концентрація С виражена в , то

, .

(5.5)

В одиницях СІ концентрація виражається в , тоді

, .

(5.6)

Для 1-1 електролітів (однозарядний катіон і однозарядний аніон) молярна та еквівалентна електропровідності однакові. Із співвідношень (5.5) та (5.6) випливає, що .

Молярна (еквівалентна) електропровідність при розведенні розчину (тобто при зменшенні його концентрації) збільшується до певної межі , яка називається граничною молярною електропровідністю і відповідає повній дисоціації електроліту та відсутності міжіонної взаємодії. Для притаманна адитивність. За законом Кольрауша молярна (еквівалентна) електропровідність при нескінченному розведенні дорівнює сумі граничних іонних електропровідностей (рухливостей):

,

(5.7)

де - граничні іонні електропровідності катіона та аніона в нескінченно розведеному розчині; це сталі величини при даній температурі.

Таблиця 5.1 – Граничні іонні електропровідності при t = 25 ⁰С, .

Катіон		Аніон
Н+	349,8	ОН -	198,3
Nа+	50,1	Сl -	76,3
К+	73,5	NО3 -	71,4
Аg+	61,9	СН3СОО -	40,9
NН4+	73,5	НСОО -	54,6

Для розчину сильного електроліту певної концентрації

,

(5.8)

де - коефіцієнт електропровідності, який враховує взаємодію між іонами в розчині.

В розчинах слабких електролітів, де кількість іонів мала, . В цьому випадку відношення молярної (еквівалентної) електропровідності до електропровідності при нескінченному розведенні дорівнює ступеню дисоціації електроліту в розчині:

,

(5.9)

де a - відношення кількості молекул, що розклалися на іони, до початкової кількості молекул у розчині.

Якщо відома концентрація розчину слабкого електроліту та ступінь його дисоціації, можна визначити константу дисоціації слабкого електроліту К_д (закон розведення Оствальда). Для 1 – 1 електролітів