Электропроводность растворов электролитов

Различают две основные группы проводников электрического тока: проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью.

Прохождение электрического тока через проводники I рода не сопровождается переносом вещества в виде ионов. Примером могут служить металлы и полупроводники. Растворы электролитов являются проводниками II рода. Прохождение через них электрического тока вызывает передвижение вещества в виде ионов и его химические превращения.

Способность растворов электролитов проводить электрический ток зависит от подвижности ионов и характеризуется электропроводностью (или обратной ей величиной сопротивления).

Электропроводность L рассчитывается по формуле:

L = 1/R = æ S/ l, (1)

где S – площадь поперечного сечения проводника; l – его длина; R – сопротивление; æ – удельная электропроводность.

Удельная электропроводность (æ) – это проводимость столбика раствора, помещенного между электродами, расположенными на расстоянии 1 м, и площадью 1 м², т.е. это электропроводность 1 м³ раствора.

Размерность удельной электропроводности – Ом ^-1·м ^-1.

Для исследования поведения ионов в растворе гораздо удобнее пользоваться не удельной, а молярной электропроводностью (λ).

Молярной электропроводностью называется величина, измеряемая электрической проводимостью объема раствора, содержащего 1 моль вещества и заключенного между двумя параллельными электродами одинаковой формы, находящимися друг от друга на расстоянии 1 м. При этом площадь электродов должна быть такой, чтобы в объеме раствора между ними содержалась молярная масса (1 моль) вещества.

l_с = æ/с, (2)

где с – молярная концентрация (молярность) раствора, моль/л.

Размерность молярной электропроводности – м²/Ом×моль или См×м²/моль.

Используют также понятие эквивалентной электропроводности l_N, которая получается, если в формулу (2) вместо молярной использовать эквивалентную концентрацию (нормальность). Эквивалентная электропроводность измеряется в м²/Ом×моль∙экв или См×м²/моль∙экв.