Зависимость молярной электропроводимости от температуры

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 12Следующая ⇒

Изменение электропроводимости раствора проводят в термостате, т.к. она в сильной степени зависит от температуры. Это связано:

1. С изменением вязкости среды (стоксовское сопротивление среды движению ионов). С увеличением температуры вязкость уменьшается, скорость иона возрастает.

2. С уменьшением степени гидратации (сольватации) ионов с повышением Т, при этом увеличивается подвижность ионов.

3. В области 70-100⁰С резко уменьшается диэлектрическая постоянная воды, → резко уменьшается диссоциация воды а, следовательно, и электропроводимость.

(1.44)

где V – разведение электролита (V=1/c)

Молярная электрическая проводимость ионов

Гидроксония и гидроксида

В водных растворах протон (ион) водорода записывают в виде иона гидроксония – H₃O⁺

H⁺ + H₂O ⇆ H₃O⁺

Ионы H₃O⁺ и гидроксида OH⁻ обладают более высокой молярной электрической проводимостью или подвижностью, чем другие ионы.

Подвижности большинства катионов и анионов лежат в пределах (40-80) 10^-4 . Значение предельной подвижности, например, иона натрия , а иона хлора .

Значение предельной подвижности иона гидроксония . Это позволяет предполагать, что наряду с миграцией ионам H₃O⁺ и OH^- свойственен и другой механизм перемещения в электрическом поле. Аномально высокая подвижность ионов H₃O⁺ и OH^- объясняется эстафетным механизмом перемещения ионов, сущность которого заключается в следующем:

1. При наложении электрического поля переход протона от H₃O⁺ к молекуле воды повышается в направлении поля. Передвижение протона совершается по цепочке от одной молекулы воды к другой по схеме:

Электричество переносится мигрирующими ионами H₃O⁺ и протонами.

2. Аналогичным образом объясняется подвижность ионов гидроксида. Протон переходит от молекулы воды к иону гидроксида

Так как энергия отрыва протона от молекулы воды больше, чем от иона гидроксония, то вероятность перехода протона от H₂O к OH⁻ меньше, чем от Н₃O⁺ к воде. Поэтому .

При одном и том же заряде иона с увеличением радиуса иона увеличивается подвижность иона, так как на поверхности иона уменьшается плотность заряда, уменьшается степень его гидратации и эффективный радиус иона.

Предельные подвижности некоторых ионов

Р = 1 атм, t = 25°С

катион		анион
H⁺(H₃O⁺)	349,8	OH^-	198,3
Li⁺	38,6	F^-	55,4
Na⁺	50,1	CI^-	76,4
K⁺	73,5	Br^-	78,1
NH₄⁺	73,5	NO₃^-	71,4
Fe³⁺	204	HCOO^-	54,6

Влияние природы растворителя на предельную подвижность ионов

Толь в водных растворах и спиртах сохраняется высокая подвижность ионов H⁺ (протонов), а OH^- в воде.

При взаимодействии HCI со спиртом образуется катион этоксоний (общее название меоксоний):

HCI + C₂H₅OH = C₂H₅OH₂⁺ +CI^-

Этоксоний

HCI + H₂O = H₃O⁺ + CI^-

гидроксоний

Эстафетный механизм передачи протона вдоль цепочки молекул растворителя сохраняется и в спиртах.

Подвижность ионов в различных растворителях зависит от диэлектрической проницаемости растворителя. Чем выше диэлектрическая проницаемость (ε) растворителя, тем выше степень диссоциации электролита и электрическая проводимость раствора.

Зависимость молярной электропроводности ионов

от вида растворителя.

ион
ион	H₂O	CH₃OH	C₂H₅OH	(CH)₂CO	C₆H₅-NO₂-нитробензол
Н⁺	349,8	143	159,5	88	22
Na⁺	56,1	45,2	18	80	17,2
K⁺	73,5	52,4	22	82	19,2
CI^-	76,1	52,9	24,3	111	17,1
OH^-	197,6	58	22,5

Зависимость молярная электрическая проводимость HCI

от диэлектрической проводимости растворителя (t=25⁰C, p=1атм.)

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 773; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!