การเคลื่อนที่ของไอออนในอิเล็กโทรไลต์ ความเร็วสัมบูรณ์ของการเคลื่อนที่ของไอออน
ของเหลว เช่น ของแข็ง อาจเป็นตัวนำ ไดอิเล็กทริก (แอลกอฮอล์ น้ำ) และสารกึ่งตัวนำ (ซีลีเนียมหลอมเหลว เทลลูเรียม) สารละลายของสารที่นำไฟฟ้าเรียกว่า อิเล็กโทรไลต์อิเล็กโทรไลต์ เช่น สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือ กรด และด่าง ของพวกมัน (โมเลกุลประกอบด้วยสองส่วนที่มีประจุตรงข้ามและประจุเท่ากัน นั่นคือ ของสองไอออน เมื่อตกลงไปในน้ำ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของพวกมัน ε = 81ความแรงของปฏิกิริยาทางไฟฟ้าระหว่างกันลดลง 81 เท่า ด้วยแรงดึงดูดที่ลดลงระหว่างไอออนที่ประกอบเป็นโมเลกุลของตัวถูกละลายซึ่งภายหลังจากการชนกับโมเลกุลของน้ำในกระบวนการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนจะสลายตัวเป็นไอออนเช่น การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเกิดขึ้น ไฮโดรเจนและไอออนของโลหะเป็นค่าบวก
ไอออนที่มีประจุตรงข้ามจำนวนหนึ่งในการเคลื่อนที่สามารถอยู่ใกล้กันมากจนแรงดึงดูดทางไฟฟ้ารวมเข้าด้วยกันเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางอีกครั้ง ค่าประจุของไอออน (วาเลนซ์) ถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่สูญเสียหรือได้มาโดยอะตอม (หรือกลุ่มของอะตอมที่ประกอบเป็นไอออน) การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเขียนในรูปของสมการ เช่นเดียวกับปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ:
ในอิเล็กโทรไลต์มีตัวพาประจุไฟฟ้าฟรีหรือไม่? เป็นไอออนบวกและประจุลบ พวกมันอยู่ในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน
เราลดอิเล็กโทรดสองขั้วลงในอิเล็กโทรไลต์และเชื่อมต่อเข้ากับขั้วของแหล่งกระแสตรง ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากแหล่งกำเนิดกระแสในอิเล็กโทรไลต์ ไอออนอิสระ นอกเหนือไปจากการเคลื่อนที่ของความร้อน จะเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม: บวก - ไปยังขั้วลบและขั้วลบ - ไปยังขั้วบวก พี การไหลของไอออนบวกและลบในอิเล็กโทรไลต์ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสคือกระแสในอิเล็กโทรไลต์ยิ่งมีไอออนอยู่ใน 1 ซม. 3อิเล็กโทรไลต์และยิ่งความเร็วของการเคลื่อนที่มากเท่าไร ความแรงของกระแสก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความเร็วของการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของไอออนที่สร้างกระแสในอิเล็กโทรไลต์นั้นต่ำ แม้แต่ไฮโดรเจนไอออนที่เร็วที่สุดที่ความแรงของสนามไฟฟ้า E = 100 w/mมีความเร็วประมาณ 12 ซม./ชมและโซเดียมไอออน 1.6 ซม./ชม. สำหรับอิเล็กโทรไลต์ กฎของโอห์มนั้นใช้ได้
เมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ ไอออนที่ไปถึงอิเล็กโทรด จะถูกทำให้เป็นกลางและปล่อยออกมาในรูปของโมเลกุลที่เป็นกลางของสาร วิธี, การไหลของกระแสผ่านอิเล็กโทรไลต์จะมาพร้อมกับการถ่ายโอนสสารเสมอจากนี้ไปในอิเล็กโทรไลต์ซึ่งแตกต่างจากตัวนำโลหะตัวนำกระแสไฟฟ้าไม่ใช่อิเล็กตรอนอิสระ แต่เป็นไอออน ต่างจากโลหะ อิเล็กโทรไลต์เป็นไอออนิกกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์จนกว่าตัวถูกละลายในตัวทำละลายจะถูกปล่อยบนอิเล็กโทรดจนหมด จากนั้นกระแสจะหยุด
การเคลื่อนที่ของไอออนในสนามไฟฟ้าใช้เพื่อนำเข้าสู่ร่างกายเพื่อการรักษาผ่านผิวหนังที่ไม่บุบสลาย ตัวอย่างเช่น เมื่อนำแคลเซียมไอออนเข้าสู่แขน แปรงของแปรงจะถูกวางในอ่างที่มีสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำ ปลายแขนเชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า และอิเล็กโทรดที่แช่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์จะเชื่อมต่อกับ ขั้วบวก (รูปที่ 107) ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า แคลเซียมไอออนบวกจะเข้าสู่ร่างกายและกระจายไปทั่วแขน
ให้เราหาว่าความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างไร มาประกอบวงจรไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายกระแส แอมมิเตอร์ และหลอดทดลองที่มีอิเล็กโทรไลต์ที่อิเล็กโทรดจุ่มลงไป (รูปที่ 108) เมื่อให้ความร้อนกับอิเล็กโทรไลต์ เราจะสังเกตเห็นความแรงของกระแสไฟในวงจรเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าเมื่ออิเล็กโทรไลต์ถูกทำให้ร้อน ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์จะลดลง ในกรณีนี้ ความเร็วของโมเลกุลจะมากขึ้น พลังงานจลน์ของพวกมันเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการชนกันระหว่างโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์บ่อยครั้งและรุนแรงขึ้น ส่งผลให้โมเลกุลของตัวถูกละลายกลายเป็นไอออนมากขึ้น การเพิ่มจำนวนไอออนที่ก่อตัวเป็นกระแสจะเพิ่มความแข็งแรง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ต่อการเคลื่อนที่โดยตรงของไอออนอิสระจะเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มจำนวนของพวกมันทำให้ความแรงของกระแสเพิ่มขึ้นมากกว่าการลดลงเนื่องจากจำนวนการชนกันของไอออนกับโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น . ในที่สุด ความร้อนจะลดความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์
ในบางกรณีสามารถแสดงการเคลื่อนที่ของไอออนในอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างชัดเจน
ข้าว. 2.
แช่กระดาษกรองหนึ่งแผ่นด้วยสารละลายอิเล็กโทรไลต์ (โซเดียมซัลเฟต, Na 2 SO 4) และฟีนอฟทาลีนแล้ววางลงบนจานแก้ว (รูปที่ 2)
ทั่วกระดาษเราใส่ด้ายสีขาวธรรมดาชุบสารละลายโซดาไฟ (NaOH) กระดาษที่อยู่ใต้ด้ายจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้มเนื่องจากปฏิกิริยาของไอออนไฮดรอกซิล (OH) จาก NaOH กับฟีนอฟทาลีน จากนั้นเรากดอิเล็กโทรดลวดที่ติดอยู่กับเซลล์กัลวานิกไปที่ขอบของแผ่นแล้วเปิดกระแส
ไอออนของไฮดรอกไซด์จากโซเดียมไฮดรอกไซด์จะเคลื่อนเข้าหาขั้วบวก ทำให้กระดาษกลายเป็นสีแดงเข้ม ด้วยความเร็วของการเคลื่อนที่ของขอบสีแดงเข้ม เราสามารถตัดสินความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของไอออนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายในอิเล็กโทรไลต์ ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความเร็วนี้เป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามภายในอิเล็กโทรไลต์ สำหรับสนามที่กำหนด ความเร็วนี้ค่อนข้างแตกต่างกันสำหรับไอออนที่ต่างกัน แต่โดยทั่วไปแล้ว มีขนาดเล็ก และสำหรับเขตข้อมูลที่ใช้กันทั่วไป จะมีหน่วยวัดเป็นหน่วยหนึ่งในร้อยหรือหนึ่งในพันของเซนติเมตรต่อวินาที
ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า
Svante Arrhenius ให้ความสนใจกับความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างความสามารถของสารละลายของเกลือ กรด และเบสในการนำกระแสไฟฟ้าและการเบี่ยงเบนของสารละลายของสารเหล่านี้จากกฎของ van't Hoff และ Raoult เขาแสดงให้เห็นว่าค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายสามารถใช้ในการคำนวณค่าของแรงดันออสโมติก และด้วยเหตุนี้ ปัจจัยการแก้ไข i ค่า i ที่คำนวณโดยเขาจากค่าการนำไฟฟ้าตกลงได้ดีกับค่าที่พบในการแก้ปัญหาเดียวกันด้วยวิธีอื่น
สาเหตุของแรงดันออสโมติกที่สูงเกินไปของสารละลายอิเล็กโทรไลต์นั้นมาจากการที่ Arrhenius ระบุ การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ออกเป็นไอออน เป็นผลให้ในอีกด้านหนึ่งจำนวนอนุภาคทั้งหมดในสารละลายเพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้แรงดันออสโมติกเพิ่มขึ้นความดันไอลดลงและอุณหภูมิการเดือดและการแช่แข็งเปลี่ยนไปในทางกลับกันไอออนจะกำหนดความสามารถ ของสารละลายนำไฟฟ้า
สมมติฐานเหล่านี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในทฤษฎีที่สอดคล้องกัน เรียกว่าทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ตามทฤษฎีนี้ เมื่อละลายในน้ำ อิเล็กโทรไลต์จะสลายตัว (แยกตัวออกจากกัน) เป็นไอออนที่มีประจุบวกและลบ ไอออนที่มีประจุบวกเรียกว่าไอออนบวก เหล่านี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนและไอออนของโลหะ ไอออนที่มีประจุลบเรียกว่าแอนไอออน ซึ่งรวมถึงไอออนของกรดตกค้างและไฮดรอกไซด์ไอออน เช่นเดียวกับโมเลกุลของตัวทำละลาย ไอออนในสารละลายอยู่ในสถานะของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่ไม่เป็นระเบียบ
กระบวนการแยกตัวด้วยไฟฟ้าแสดงโดยใช้สมการทางเคมี ตัวอย่างเช่น ความแตกแยกของ HCl แสดงโดยสมการ:
HCl \u003d H + + Cl -
การแตกตัวของอิเล็กโทรไลต์เป็นไอออนจะอธิบายความเบี่ยงเบนจากกฎหมาย van't Hoff และ Raoult ตัวอย่างคือการลดลงของจุดเยือกแข็งของสารละลาย NaCl ตอนนี้ไม่ยากที่จะเข้าใจว่าทำไมจุดเยือกแข็งของสารละลายนี้จึงลดลงอย่างมาก โซเดียมคลอไรด์เข้าสู่สารละลายในรูปของ Na + และ Cl - ion ในกรณีนี้จาก NaCl หนึ่งโมลไม่ได้รับอนุภาค 6.02 * 10 23 แต่เป็นสองเท่าของจำนวน ดังนั้นการลดลงของจุดเยือกแข็งในสารละลาย NaCl ควรมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าในสารละลายที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน
ในทำนองเดียวกัน ในสารละลายเจือจางมากของแบเรียมคลอไรด์ ซึ่งแยกตัวออกจากสมการ แรงดันออสโมติกจะมากกว่าที่คำนวณตามกฎแวนท์ฮอฟฟ์ 3 เท่า เนื่องจากจำนวนอนุภาคในสารละลายมากกว่า 3 เท่า ถ้าแบเรียมคลอไรด์อยู่ในรูปของโมเลกุล BaCl 2
BaCl 2 \u003d Ba 2+ + 2Cl -
ดังนั้น คุณลักษณะของสารละลายน้ำของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งในแวบแรกขัดกับกฎของ van't Hoff และ Raoult ได้อธิบายไว้บนพื้นฐานของกฎเดียวกัน
อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีอาร์เรเนียสไม่ได้คำนึงถึงความซับซ้อนของปรากฏการณ์ในการแก้ปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เธอถือว่าไอออนเป็นอนุภาคอิสระที่ไม่ขึ้นกับโมเลกุลตัวทำละลาย ทฤษฎีของ Arrhenius ถูกคัดค้านโดยทฤษฎีทางเคมีหรือไฮเดรตของ Mendeleev ซึ่งอิงจากแนวคิดเรื่องปฏิสัมพันธ์ของตัวถูกละลายกับตัวทำละลาย ในการเอาชนะความขัดแย้งที่ดูเหมือนของทั้งสองทฤษฎี บุญอันยิ่งใหญ่เป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย I. A. Kablukov ซึ่งเป็นคนแรกที่แนะนำการให้ความชุ่มชื้นของไอออน การพัฒนาแนวคิดนี้นำไปสู่การรวมทฤษฎีของ Arrhenius และ Mendeleev เข้าด้วยกันในภายหลัง
ในสารละลายเจือจางแบบอนันต์ ค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่าถึงขีดจำกัดและไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นอีกต่อไป เนื่องจากการแตกตัวอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อน (α = 1) และในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ปฏิกิริยาระหว่างไอออนจะหายไป
ค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลายเจือจางแบบอนันต์เรียกว่า ค่าการนำไฟฟ้าที่การเจือจางแบบอนันต์ และแสดงด้วย l ∞ (หรือ l 0)
ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับการเจือจางแบบอนันต์ ตามกฎของ Kohlrausch ของการเคลื่อนที่ของไอออนอย่างอิสระ เท่ากับผลรวมของการเคลื่อนที่ของไอออนที่จำกัด
การเคลื่อนที่นั้นสัมพันธ์กับความเร็วสัมบูรณ์ของการเคลื่อนที่ของไอออน น:
l + =n + F, l - =n - F, =F, =F
ที่ไหน เอฟ-หมายเลขฟาราเดย์ 96487 k. ≈ 96500 k.
ภายใต้ความเร็วสัมบูรณ์ของการเคลื่อนที่ของไอออน v เราเข้าใจความเร็วของการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าที่มีการไล่ระดับศักย์ 1 V/ซม. ขนาด n ซม. 2 วินาที -1 - ใน -1 ขนาดของความเร็วสัมบูรณ์ของไอออน สิ่งอื่น ๆ ที่เท่ากัน (อุณหภูมิ ความหนืดของตัวกลาง การไล่ระดับสนาม) ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลายและถึงค่าจำกัดในสารละลายเจือจางอนันต์ เช่น ที่ φ→∞ n + → , n - →.เนื่องจากความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนมีขนาดเล็กมาก ค่าใน Fขนาดใหญ่ - ความคล่องตัว l + และ l - .
การเคลื่อนที่เรียกอีกอย่างว่าค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของไอออน วัดในหน่วยเดียวกับค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของอิเล็กโทรไลต์ (Ohm -1 cm 2 -g-eq -1) การเคลื่อนที่ของไอออนขึ้นอยู่กับความเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ซึ่งปฏิกิริยาระหว่างไอออนิกสูง (f l < 1). Предельные подвижности ионов и достигаются при бесконечном разведении (φ→∞,f l →1) ความหมายของพวกเขาอยู่ในวรรณกรรมอ้างอิง
การพึ่งพาการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่าระดับของการแยกตัวและปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนอธิบายโดยสมการ:
ในการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรไลต์อ่อน จำนวนไอออนที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยระดับของการแตกตัว a ในสารละลายเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์อ่อน α มีขนาดเล็กมาก ดังนั้น จำนวนไอออนในสารละลายจึงมีน้อยและแทบไม่มีอันตรกิริยาระหว่างไอออน ด้วยการเจือจางสารละลายเข้มข้น α จะเพิ่มขึ้นและจำนวน
อย่างไรก็ตาม ไอออนในสารละลาย ระยะห่างระหว่างไอออนมีขนาดใหญ่มากจนไม่มีปฏิสัมพันธ์ของไอออนด้วย (f l = 1) ดังนั้น ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อน ที่การเจือจางใดๆ ไอออนจะมีการเคลื่อนที่ที่จำกัด และค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่าจะขึ้นอยู่กับระดับของการแยกตัว
ดังนั้นอัตราส่วนของการนำไฟฟ้าจะสอดคล้องกับระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน
สมการนี้เรียกว่าสูตร Arrhenius ในทางปฏิบัติใช้เพื่อกำหนดระดับการแยกตัวของสารละลายอิเล็กโทรไลต์
สำหรับอิเล็กโทรไลต์อ่อน 1-1-วาเลนต์ที่แยกตัวตามแบบแผน AB ↔ A + B - ใช้กฎการเจือจางของ Ostwald และคำนึงว่าสามารถกำหนดค่าคงที่การแยกตัวผ่านค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันตามสูตร:
(10.8)
โดยที่ C คือความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ โมล/ลิตร
ตามทฤษฎี Debye-Hückel อิเล็กโทรไลต์ที่แรงในสารละลายจะถูกแยกออกเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ (α = 1) และปฏิกิริยาระหว่างไอออนจะมีขนาดใหญ่ (f l < 1), значит уравнение (10.6) должно быть записано в виде
โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์การนำไฟฟ้าเท่ากับ
;
ค่าสัมประสิทธิ์การนำไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้น ซึ่งถูกกำหนดโดยการทดลองโดยใช้ค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลาย ค่าจะขึ้นอยู่กับความจุของไอออน: อิเล็กโทรไลต์ 1-1-valent (เช่น NaCI, HCI) ใน 0.1 N สารละลาย 0.8; สำหรับ 1-2-valent (Na 2 SO 4, CaCI 2) ฉ x~ 0.75; 2-2-วาเลนต์ (CuSO 4) ~ 0.4 เมื่อสารละลายเจือจาง ปฏิกิริยาระหว่างไอออนจะลดลง และความแตกต่างเหล่านี้จะเรียบขึ้น: ค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันถึงขีดจำกัดและ
10.4 กลไกของอิทธิพลของไอออนในบรรยากาศต่อการนำไฟฟ้า
คำตอบ กฎรากที่สองของ Kohlrausch
ในเชิงคุณภาพ กลไกของอิทธิพลของบรรยากาศไอออนิกที่มีต่อการนำไฟฟ้ามีดังนี้ ไอออนกลาง เช่น ไอออนบวก จะเคลื่อนที่ไปทางแคโทดเมื่อใช้สนามไฟฟ้าคงที่ และบรรยากาศไอออนิกที่มีประจุตรงข้ามจะเคลื่อนที่เข้าหาแอโนด . สิ่งนี้ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า การยับยั้งอิเล็กโทรโฟเรติก
บรรยากาศรอบ ๆ ไอออนกลางควรหายไปหลังไอออนที่เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและก่อตัวใหม่ด้านหน้า กระบวนการทำลายล้างและการก่อตัวของบรรยากาศไอออนิกทั้งสองไม่เกิดขึ้นทันที ตัวอย่างเช่น ในสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ 0.1 นิวตัน ใน 0.6 10 -9 วินาที และในสารละลาย 0.001 นิวตัน ใน 0.6 10 -7 วินาที มันทำให้เกิด การยับยั้งการผ่อนคลายดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การนำไฟฟ้าใช้ค่าที่น้อยกว่าความเป็นเอกภาพไม่ใช่เป็นผลมาจากการแยกตัวที่ไม่สมบูรณ์ แต่เกิดจากการรวมตัวกันของการยับยั้งเหล่านี้
นอกจากการยับยั้งอิเล็กโตรโฟรีติกและการผ่อนคลายแล้ว ยังมีแรงที่สามที่ยับยั้งการเคลื่อนที่ของไอออนในสารละลาย นี่คือแรงเสียดทานที่ขึ้นอยู่กับความหนืดของตัวทำละลายที่ไอออนเคลื่อนที่ ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้ความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนเพิ่มขึ้นและเป็นผลให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
สำหรับสารละลายเจือจางของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น ทฤษฎีให้การพึ่งพาเชิงเส้นของค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่ากับ รากที่สองของความเข้มข้น (กฎรากที่สองของ Kohlrausch)
(10.9)
คงที่ แต่,ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลาย อุณหภูมิ และชนิดของวาเลนซ์ของอิเล็กโทรไลต์ ถูกกำหนดโดยการทดลองโดยแทนเจนต์ของความชันของเส้นตรง ไปยังแกน x (รูปที่ 10.2)
ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าที่จำกัดของอิเล็กโทรไลต์ที่แรงสามารถหาได้จากการประมาณค่าข้อมูลการทดลองเป็นค่า C = 0 ต้องเน้นว่าถึงแม้การจำกัดการนำไฟฟ้าจะเข้าใจว่าเป็นค่าการนำไฟฟ้าที่ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ใกล้ศูนย์ แต่ก็ไม่มีทางเป็นไปได้ เท่ากับค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของตัวทำละลาย
ข้าว. 10.2 การพึ่งพาการนำไฟฟ้าที่เท่ากันบนรากที่สองของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้น (НCI, KOH, LiCI) ,
และอิเล็กโทรไลต์อ่อน (CH 3 COOH) ในสารละลายที่เป็นน้ำ
สำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน การพึ่งพาของเทียบเท่า
การนำไฟฟ้ากับความเข้มข้นเป็นไปตามกฎการเจือจางของ Ostwald สำหรับ α1 เราจะได้
(10.10)
ที่ไหน
หรือในรูปลอการิทึม
การพึ่งพาอาศัยกันนี้ไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้น ค่าจึงไม่สามารถกำหนดได้โดยการอนุมาน มันถูกกำหนดโดยทางอ้อมตามกฎของการเคลื่อนที่อย่างอิสระของไอออนของ Kohlrausch
ข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของไอออนแสดงให้เห็นว่ารัศมีของไอออนในโครงผลึกจะไม่ถูกอนุรักษ์ไว้ในสารละลาย ตัวอย่างเช่น รัศมี
ไอออนโลหะอัลคาไลในแถว หลี่+
ด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุของไอออน ความเร็วของการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า และทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ไอออน H+ (แม่นยำกว่าคือ ไฮโดรเนียมไอออน) และ OH มีความเร็วสูงสุด เฉพาะความสามารถในการเคลื่อนที่เท่านั้นที่แสดงเป็นตัวเลขสามหลัก (= 349.8; = 198.3 โอห์ม -1 -ซม. 2 -eq -1) เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้อธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่าโปรตอนสามารถถ่ายโอนจากโมเลกุลไปยังโมเลกุลของน้ำตามกลไกที่เรียกว่า "รีเลย์"
ขั้วบวก (+) | H 3 O + H 2 O | แคโทด (-).
เป็นผลมาจากการกระโดดดังกล่าวโปรตอนส่งผ่าน 0.86 A ซึ่งสอดคล้องกับการกระจัดของไอออนบวกของไฮโดรเนียมโดย 3.1 Ǻหรือการถ่ายโอนไฮดรอกซิลในสนามไฟฟ้าไปยังขั้วบวก
ขั้วบวก (+) | H 2 O OH - | แคโทด (-),
ซึ่งการกระโดดของโปรตอนไปทางขวาส่งผลให้เกิดการกระจัดของไฮดรอกซิลไปทางซ้าย ในกรณีนี้ ไฮดรอกซิลที่รับโปรตอนจะกลายเป็นโมเลกุลของน้ำ และแทนที่มันจะมีประจุใหม่เกิดขึ้น ซึ่งอยู่ใกล้กับขั้วบวกมากกว่าที่หายไปเนื่องจากการเติมโปรตอน โดยธรรมชาติแล้ว ด้วยกลไกการนำดังกล่าว การเคลื่อนที่ของไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลไอออนจะมากกว่าการเคลื่อนที่ของไอออนที่เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า
ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย
วิชาไฟฟ้าเคมี
เคมีไฟฟ้าสมัยใหม่กำลังพัฒนาในหลายทิศทาง ประการแรก นี่คือการศึกษากระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นเองเป็นพลังงานไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าเคมีที่เรียกว่า เซลล์กัลวานิก. จากการศึกษาเหล่านี้ แหล่งที่มาของกระแสเคมีที่หลากหลายได้ถูกสร้างขึ้นจากแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่ควบคุมการเต้นของหัวใจของผู้คนที่เป็นโรคหัวใจ ไปจนถึงเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ให้กระแสไฟฟ้าแก่ยานอวกาศและแบตเตอรี่ทรงพลังสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
อีกทิศทางหนึ่งของเคมีไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์กัลวานิก เรากำลังพูดถึง อิเล็กโทรลิซิส- การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า อิเล็กโทรลิซิสรองรับการแยกและทำให้บริสุทธิ์ของโลหะ การผลิตสารเคมีต่างๆ การสะสมของโลหะบนพื้นผิวของโลหะและผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่โลหะ การขัดเงาและการกัดโลหะด้วยไฟฟ้าเคมี และกระบวนการที่สำคัญอื่นๆ
ทิศทางที่สามเกี่ยวข้องกับการศึกษากระบวนการกัดกร่อนและการพัฒนาวิธีการป้องกันโลหะจากการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพ
งานสำคัญของเคมีไฟฟ้าคือการสร้างและปรับปรุงวิธีการสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณของสารเคมี การศึกษาและการควบคุมกระบวนการทางเคมี การพัฒนาเครื่องมือสำหรับการตรวจจับและการกำหนดปริมาณของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายในสิ่งแวดล้อม ฯลฯ
ตัวนำไฟฟ้ามีสองประเภท:
1. ตัวนำชนิดแรกหรือตัวนำไฟฟ้าที่มีการนำไฟฟ้า รวมโลหะทั้งหมดแล้ว
2. ตัวนำชนิดที่สองที่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกคือสารละลายและอิเล็กโทรไลต์ที่หลอมเหลว
เนื่องจากกระบวนการที่พิจารณาในวิชาไฟฟ้าเคมีดำเนินการส่วนใหญ่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ให้เราพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับค่าการนำไฟฟ้าไอออนิก
เมื่อกรด เบส หรือเกลือละลายในน้ำ จะเกิดไอออนที่เคลื่อนที่แบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง หากอิเล็กโทรดแข็งสองขั้วที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรงถูกจุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ การเคลื่อนที่ของไอออนจะถูกชี้นำ - ไอออนแต่ละตัวจะเคลื่อนเข้าหาอิเล็กโทรดด้วยเครื่องหมายประจุตรงข้าม
ปัจจัยต่อไปนี้มีอิทธิพลต่อความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนในสนามไฟฟ้า:
ก) ขนาดไอออน: ยิ่งไอออนมีขนาดเล็กเท่าใดก็ยิ่งเคลื่อนที่ได้มากขึ้นเมื่อพิจารณาถึงปัจจัยนี้ต้องจำไว้ว่าไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำนั้นไฮเดรตซึ่งหมายความว่าเรากำลังพูดถึงขนาด ไอออนไฮเดรต. ตัวอย่างเช่น Li + ion อิสระมีขนาดเล็กกว่า K + ion แต่ไอออนแรกมีความเร็วในการเคลื่อนที่ต่ำกว่าในสารละลาย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามันมีความชุ่มชื้นมากขึ้น
b) ประจุของไอออน: ความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนจะมากขึ้น ประจุก็จะยิ่งสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ควรระลึกไว้เสมอว่าเมื่อมีประจุเพิ่มขึ้น ระดับของความชุ่มชื้นจะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าความคล่องตัวจะลดลง
c) ลักษณะของตัวทำละลาย: ยิ่งมีความหนืดของตัวทำละลายมากเท่าใด ไอออนก็จะยิ่งมีความต้านทานมากขึ้น ความเร็วของไอออนก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น
d) ความแรงของสนามไฟฟ้า U นั่นคือ ความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรด E หารด้วยระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด l:
ยู = อี/ l (3.1.)
เพื่อขจัดอิทธิพลของปัจจัยหลัง เป็นเรื่องปกติที่จะเปรียบเทียบความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนที่ U = 1 V×cm -1 เรียกว่า ความเร็วสัมบูรณ์. หน่วยความเร็วสัมบูรณ์: cm 2 ×V -1 ×s -1 อิทธิพลของสองปัจจัยแรกสามารถติดตามได้ในตารางที่ 3.1
ตารางแสดงให้เห็นว่าไอออน H + และ OH มีความเร็วที่สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับไอออนอื่นๆ เป็นเรื่องปกติที่จะอธิบายสิ่งนี้ด้วยกลไกพิเศษสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนเหล่านี้ เรียกว่าการแข่งขันวิ่งผลัด สาระสำคัญของกลไกการถ่ายทอดสามารถแสดงเป็นแผนผังได้ดังนี้:
H 3 O + + H 2 O \u003d H 2 O + H 3 O + และ
H 2 O + OH - \u003d OH - + H 2 O
ตารางที่ 3.1.
ความเร็วสัมบูรณ์ของไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ (t=25 0 С)
| ประจุบวก | วี+ | ประจุบวก | วี+ | ประจุลบ | วี- | ประจุลบ | วี- |
| H + K + NH 4 + Ag + Na + Li + | 0.003620 0.000762 0.000760 0.000642 0.000520 0.000388 | Ba 2+ Ca 2+ S 2+ มก. 2+ | 0,000659 0,000616 0,000616 0,000550 | OH - Br - I - Cl - เลขที่ 3 - | 0,002050 0,000812 0,000796 0,000791 0,000740 | CH 3 COO - SO 4 2- ClO 4 - Fe (CN) 6 4- | 0,000424 0,000827 0,000705 0,001140 |
ดังนั้นระหว่างไฮดรอกโซเนียมไอออน H 3 O + กับโมเลกุลของน้ำ เช่นเดียวกับระหว่างโมเลกุลของน้ำและไฮดรอกไซด์ไอออน มีการแลกเปลี่ยนของไอออน H + กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นด้วยความเร็วมหาศาล - ระยะเวลาเฉลี่ยของการมีอยู่ของไอออน H 3 O + อยู่ที่ประมาณ 10 -11 วินาที ในกรณีที่ไม่มีข้อมูลภายนอก การแลกเปลี่ยนดังกล่าวจะดำเนินไปในทิศทางใดก็ได้ ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า การถ่ายโอนของไอออน H + เกิดขึ้นในทิศทางหนึ่ง
10. ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายอิเล็กโทรไลต์
ค่าการนำไฟฟ้า ("คัปปา") ของสารละลายเป็นส่วนกลับของความต้านทาน R, มีมิติของโอห์ม -1 . สำหรับตัวนำของหน้าตัดคงที่
,
ความต้านทานอยู่ที่ไหน ส- พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ l- ความยาวตัวนำ - ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ
ค่าการนำไฟฟ้า ("คัปปา") ของสารละลายคือค่าการนำไฟฟ้าของชั้นของสารละลายยาว 1 ซม. ซึ่งอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดที่มีพื้นที่ 1 ซม. 2 มันแสดงเป็นโอห์ม -1 ซม. -1 . ในระบบ SI วัดค่าการนำไฟฟ้าเป็นโอห์ม -1 ม -1 .
ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่า ("แลมบ์ดา") คือค่าการนำไฟฟ้าของปริมาตรของสารละลายดังกล่าว ซึ่งประกอบด้วย 1 g-eq ของตัวถูกละลาย โดยมีเงื่อนไขว่าอิเล็กโทรดอยู่ห่างจากกัน 1 ซม. จะแสดงเป็นโอห์ม -1 ซม. 2. g-equiv -1
ที่ไหน วี = 1/ค- การเจือจาง (หรือการเจือจาง) ของสารละลายเช่น ปริมาตรที่มี 1 g-eq ของตัวถูกละลายและ ค- ความเข้มข้นเทียบเท่า (ภาวะปกติ) ของสารละลาย ในระบบ SI ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าจะแสดงเป็นโอห์ม -1 ม. 2 กก.-ตร.ม. -1.
ค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้นตามการเจือจางของสารละลายที่เพิ่มขึ้นและเมื่อเจือจางแบบอนันต์ (เช่น ที่ความเข้มข้นเพียงเล็กน้อย) ถึงค่าขีดจำกัด 0 ซึ่งเรียกว่า ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของสารละลายที่การเจือจางอนันต์.
ในสารละลายเจือจางของอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ค่าเอมพิริคัล กฎของโคห์ลเราช์(กฎหมายรากที่สอง):
โดยที่ และ 0 คือค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของสารละลายที่ความเข้มข้น จากและด้วยการขยายพันธุ์อย่างไม่สิ้นสุด อาเป็นค่าคงที่ (ที่อุณหภูมิที่กำหนด) สำหรับอิเล็กโทรไลต์และตัวทำละลายที่กำหนด
ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อน และ 0 สัมพันธ์กับระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ สมการอาร์เรเนียส:
นอกจากนี้ยังดำเนินการ กฎการผสมพันธุ์ของ Ostwaldซึ่งสำหรับอิเล็กโทรไลต์ไบนารีเขียนดังนี้:
,
ที่ไหน Kคือ ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน
ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์สัมพันธ์กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของไอออนในสารละลาย ความเร็วในการเดินทาง วีฉัน[ม. s -1] ของไอออนในสารละลายเป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามไฟฟ้าที่ใช้ อี[ที่. ม -1]:
ปัจจัยสัดส่วน ยู[ม. 2. s -1. ใน - ] เรียกว่า แน่นอน ความคล่องตัวและเธอ.
ทำงาน u i F (F- ค่าคงที่ของฟาราเดย์) เรียกว่า ความคล่องตัวและเธอ ผม[โอห์ม -1. ม. 2. กก.-eq -1]:
ผม = คุณ ผม F.
การเคลื่อนที่ของไอออนที่การเจือจางอนันต์เรียกว่า ร่อแร่ ความคล่องตัวไอออนและแสดงแทน ผม 0 . จำกัดความคล่องตัว ผม 0 ไอออนบางส่วนในสารละลายที่เป็นน้ำ [Ohm -1. cm 2 g-eq -1] แสดงไว้ในตารางที่ 10.1
ตาม กฎ โคห์ลเราช์ในการอพยพของไอออนอย่างอิสระ ค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันของสารละลายที่การเจือจางแบบอนันต์จะเท่ากับผลรวมของการเคลื่อนที่ที่จำกัดของไพเพอร์และแอนไอออน:
0 = 0 + + 0 - .
เศษส่วนของกระแสที่นำพาโดยไอออนที่กำหนดเรียกว่า พกหมายเลข Tiและเธอ:
,
และตามคำจำกัดความ
ตาม กฎหมายสโตกส์, จำกัดการเคลื่อนที่ 0 ของไอออนที่มีประจุ zและรัศมี rในตัวทำละลายที่มีความหนืด h ถูกอธิบายโดยสูตร:
ที่ไหน อี- ค่าใช้จ่ายเบื้องต้น Fคือค่าคงที่ฟาราเดย์
ตาราง 10.1
จำกัดความคล่องตัว ผม 0 ไอออนบางตัวในสารละลายในน้ำที่ 25 o C [Ohm -1. ซม. 2. g-equiv -1]
| H+ | 349.8 | โอ้- | 198.3 |
| หลี่+ | 36.68 | เอฟ- | 55.4 |
| นา+ | 50.10 | Cl- | 76.35 |
| K+ | 73.50 | br- | 78.14 |
| Rb+ | 77.81 | ฉัน- | 78.84 |
| Ag+ | 61.90 | ClO3 - | 64.6 |
| NH4+ | 73.55 | ClO4 - | 67.36 |
| N(CH3)4 + | 44.92 | บราเดอร์ 3 - | 55.74 |
| 1/2 มก.2+ | 53.05 | CN- | 78 |
| 1/2 Ca2+ | 59.50 | ลำดับที่ 3 - | 71.46 |
| 1/2 Ba2+ | 63.63 | CH 3 ซีโอโอ - | 40.90 |
| 1/2 มก.2+ | 56.6 | ค 6 เอช 5 ซีโอโอ - | 35.8 |
| 1/2 ซีดี 2+ | 54 | H2PO4- | 36 |
| 1/3Al3+ | 63 | 1/2 SO 4 2- | 80.02 |
| 1/3 ลา 3+ | 69.7 | 1/2 ส 2 O 6 2- | 93 |
จากสมการนี้ดังนี้ กฎ Walden-Pisarzewskiตามที่ไอออนหรืออิเล็กโทรไลต์ใด ๆ :
.
ตัวอย่างที่ 10-1 ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ 0.135 โมล l -1 สารละลายของกรดโพรพิโอนิก C 2 H 5 COOH เท่ากับ 4.79 10 -2 ดู ม -1 . คำนวณค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลาย ค่าคงที่การแยกตัวของกรดและค่า pH ของสารละลาย หากการเคลื่อนที่ที่จำกัดของ H + และ C 2 H 5 COO คือ 349.8 S. cm 2 mol -1 และ 37.2 S ซม. 2 โมล -1 ตามลำดับ
0 \u003d 349.8 + 37.2 \u003d 387.0 ดูซม. 2 mol -1
= /ค? 1,000 = 4.79 . 10 -2 ดู m -1 / 0.135 โมล ล -1. 1,000 \u003d 3.55 ดูซม. 2 โมล -1
= / 0 = 3.55/387.0 = 0.009.
= 1.15 . 10 -5 (โมล ล. -1)
C=1.24 10 -3 (โมล ล. -1)
pH = -lg = 2.91
ตอบ. \u003d 3.55 ดูซม. 2 mol -1; = 0.009; K= 1.15 . 10 -5 โมล l -1; pH = 2.91.
ตัวอย่างที่ 10-2 ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายอิ่มตัวของ BaCO 3 ในน้ำที่ 18 o C คือ 25.475 10 -4 ดู ม -1 . ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของน้ำ 4.5 . 10 -5 ดู ม.-1 . การเคลื่อนที่ของไอออน Ba 2+ และ CO 3 2- ที่ 18 o C คือ 55 และ 66 Sm. cm 2 ตามลำดับ g-eq -1 . คำนวณความสามารถในการละลายของ BaCO 3 ในน้ำที่ 18 o C ในหน่วยโมล ล -1. สมมติว่าเกลือถูกแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ และการเคลื่อนที่ของไอออนจะเท่ากับการเคลื่อนที่ที่การเจือจางแบบอนันต์
(BaCO 3) \u003d (สารละลาย) - (H 2 O) \u003d 25.475 10 -4 - 4.5. 10 -5 = 25.025 . 10 -4 ดู ม -1 .
0 (BaCO 3) = 0 (Ba 2+) + 0 (CO 3 2-) =
55 + 66 \u003d 121 ดู cm 2 g-equiv -1 \u003d 1.21 10 -2 ดู ม. 2. g-equiv -1 .
С = / 0 = 0.206 ก.-เท่ากับ ม. -3 = 2.06. 10 -4 กรัมเทียบเท่า l -1 = 1.03 10 -4 โมล ล -1 .
ตอบ. จาก= 1.03 . 10 -4 โมล ล -1 .
ตัวอย่างที่ 10-3 ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลาย 5% ของ Mg(NO 3) 2 ที่ 18 o C คือ 4.38 ดู m -1 และมีความหนาแน่น 1.038 ซม. -3 คำนวณค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลายและระดับความแตกตัวของเกลือที่ชัดเจนในสารละลาย การเคลื่อนที่ของ Mg 2+ และ NO 3 - ไอออนที่ 18 o C คือ 44.6 และ 62.6 ซม. ตามลำดับ g-eq -1 .
0.35 โมล l -1 = 0.70 g-eq ล -1 .
= 
6.25. 10 -3 ดู m 2 g-eq -1 = 62.5 (ดู cm 2. g-eq -1)
0 \u003d 44.6 + 62.6 \u003d 107.2 (ดู cm 2. g-equiv -1)
= / 0 = 62.5/107.2 = 0.583.
คำตอบ: \u003d 62.5 ดูซม. 2 g-equiv -1 = 0.583.
10-2 . ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายเจือจางอนันต์ของ KCl, KNO 3 และ AgNO 3 ที่ 25 o C คือ 149.9, 145.0 และ 133.4 Sm. m 2 mol -1 ตามลำดับ ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเจือจางอนันต์ของ AgCl ที่ 25 o C คืออะไร? (คำตอบ)
10-3. ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเจือจางอนันต์ของกรดไฮโดรคลอริก โซเดียมคลอไรด์ และโซเดียมอะซิเตตที่ 25 o C คือ 425.0 ตามลำดับ 128.1 และ 91.0 ดู ม. 2 . โมล -1 ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายกรดอะซิติกที่เจือจางอย่างไม่สิ้นสุดที่ 25 o C เป็นเท่าใด (คำตอบ)
10-4 . ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายในน้ำ 4% ของ H 2 SO 4 ที่ 18 o C คือ 0.168 ดูซม. -1 ความหนาแน่นของสารละลาย - 1.026 ซม. -3 คำนวณค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันของสารละลาย (คำตอบ)
10-5. ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายอิ่มตัวของ AgCl ในน้ำที่ 25 o C คือ 2.28 10 -4 ดู ม.-1. และค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของน้ำคือ 1.16 10 -4 ดู ม -1 . คำนวณความสามารถในการละลายของ AgCl ในน้ำที่ 25 o C ในหน่วยโมล ล -1 . (คำตอบ)
10-6 . ส่วนใดของกระแสทั้งหมดที่ถูกนำพาโดย Li + ion ในสารละลายที่เป็นน้ำของ LiBr ที่ 25 o C? (คำตอบ)
10-7 . คำนวณจำนวนการถ่ายโอนของ H + ในสารละลายของ HCl ที่มีความเข้มข้น 1 . 10 -3 โมล ล -1 . หมายเลขการถ่ายโอน H + จะเป็นเท่าใดหากเติม NaCl ลงในสารละลายนี้เพื่อให้ความเข้มข้นของมันคือ 1.0 โมล ล -1 ? (คำตอบ)
10-9. คำนวณความเร็วการเคลื่อนที่ของ Na + ion ในสารละลายที่เป็นน้ำที่ 25 o C หากใช้ค่าความต่างศักย์ 10 V กับอิเล็กโทรดที่อยู่ห่างกัน 1 ซม. ไอออนเดินทางระยะทางจากอิเล็กโทรดหนึ่งไปยังอีกอิเล็กโทรดหนึ่งนานแค่ไหน (คำตอบ)
10-10. ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายในน้ำของ KI คือ 89.00 Sm. m -1 และสารละลาย KCl ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน - 186.53 Sm m -1 ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายที่มีเกลือทั้งสองชนิดคือ 98.45 Sm. m -1 . คำนวณสัดส่วนของ KCl ในสารละลาย
10-11 . ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายในน้ำของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นที่ 25 o C คือ 109.9 ซม. ซม. 2 . โมล -1 ที่ความเข้มข้น 6.2 10 -3 โมล l -1 และ 106.1 ดูซม. 2 โมล -1 ที่ความเข้มข้น 1.5 10 -2 โมล ล -1 . ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเมื่อเจือจางอนันต์เป็นเท่าใด (คำตอบ)
10-12 . คำนวณรัศมีของไอออน N(CH 3) 4 + ตามกฎของสโตกส์จากการจำกัดการเคลื่อนที่ในสารละลายในน้ำที่ 25 o C ความหนืดของน้ำที่ 25 o C คือ 8.91? 10 -4 ป. กับ. ประเมินการเคลื่อนที่ที่จำกัดของไอออนนี้ในกลีเซอรอล ความหนืดคือ 1.49 Pa กับ. (คำตอบ)
10-13 . ประมาณการจำกัดการเคลื่อนที่ของ K + ion ในฟอร์มาไมด์และเมทิลอะซิเตท ถ้าความหนืดของฟอร์มาไมด์สูงกว่า 3.7 เท่า และความหนืดของเมทิลอะซิเตทต่ำกว่าความหนืดของน้ำ 2.6 เท่า (คำตอบ)
10-14 . คำนวณค่าการนำไฟฟ้า 1.0 . 10 -3 M NaCl สารละลายในน้ำที่ 25 o C สมมติว่าการเคลื่อนที่ของไอออนที่ความเข้มข้นนี้เท่ากับความสามารถในการเคลื่อนที่จำกัดของพวกมัน กระแส 1 mA จะถูกส่งผ่านชั้นของสารละลายยาว 1 ซม. ซึ่งอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดที่มีพื้นที่ 1 ซม. 2 Na + และ Cl - ไอออนจะเดินทางได้ไกลแค่ไหนใน 10 นาที? (คำตอบ)
10-15. คำนวณรัศมีที่มีประสิทธิภาพของ Li + ion ที่ 25 o C จากการเคลื่อนที่ที่จำกัดโดยใช้กฎ Stokes คำนวณจำนวนโมเลกุลของน้ำโดยประมาณในเปลือกไฮเดรชั่นของ Li + ion รัศมีการตกผลึกของ Li + ion คือ 60 น. ความหนืดของน้ำที่ 25 o C คือ 8.91 10 -4 ป. กับ. ปริมาตรที่แท้จริงของโมเลกุลน้ำสามารถประมาณได้จากพารามิเตอร์ของสมการแวนเดอร์วาลส์ (คำตอบ)
10-16. ค่าคงที่การแยกตัวของแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์คือ 1.79 10 -5 โมล ล -1 . คำนวณความเข้มข้นของ NH 4 OH ซึ่งระดับความแตกแยกคือ 0.01 และค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของสารละลายที่ความเข้มข้นนั้น (คำตอบ)
10-17 . ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่า 1.59 . 10 -4 โมล ล. -1 สารละลายกรดอะซิติกที่ 25 o C เท่ากับ 12.77 ดูซม. 2 โมล -1 คำนวณค่าคงที่การแยกตัวของกรดและค่า pH ของสารละลาย (คำตอบ)
10-18 . ค่าคงที่การแยกตัวของกรดบิวทิริก C 3 H 7 COOH คือ 1.74 10 -5 โมล ล -1 . ค่าการนำไฟฟ้าเทียบเท่าของสารละลายเมื่อเจือจาง 1024 ลิตร โมล -1 เท่ากับ 41.3 ดูซม. 2 โมล -1 คำนวณระดับการแยกตัวของกรดและความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายนี้ ตลอดจนค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่าของสารละลายที่การเจือจางแบบอนันต์ (\u003d 0.125; \u003d 1.22. 10 -4 mol. l -1; 0 \u003d 330.7 ดู cm 2. mol -1.) (คำตอบ)
10-19 . ค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันของสารละลายเอทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ C 2 H 5 NH 3 OH ที่การเจือจางแบบอนันต์คือ 232.6 S. cm 2 โมล -1 คำนวณค่าคงที่การแยกตัวของเอทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ ค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของสารละลาย ระดับการแยกตัวและความเข้มข้นของไฮดรอกซิลไอออนในสารละลายที่เจือจาง 16 ลิตร โมล -1 ถ้าค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารละลายที่การเจือจางที่กำหนดคือ 1.312 10 -3 ดู ซม. -1 .
ลุงวันยา พล็อตเรื่อง “ลุงอีวาน ทัศนคติต่ออาจารย์ของผู้อื่น
Tsakhes น้อยชื่อเล่น Zinnober
Maikov, Apollon Nikolaevich - ชีวประวัติสั้น