Електропроводност на разтвори

Лекция № 2: Електропроводност на разтвори
2.1. Електропроводност на разтвора и моларна електропроводност. Да
разгледаме тръбичка, която съдържа разтвор на електролит. В двата края на тръбичката са
поставени електроди, между които е подадено напрежение U и тече постоянен
електрически ток със сила Iе. За електрическия ток е изпълнен законът на Ом:
(закон на Ом)

(2.1)

където R е електрическото съпротивление (Georg Ohm, 1789-1854 – немски физик). За
тръбичка със сечение S и дължина L, съпротивлението може да се представи във вида:
(2.2)
където коефициентът  се нарича електрическа проводимост или електропроводност
(conductivity). С помощта на ур. 2.2 можем да представим ур. 2.1 във вида:
(2.3)
Величината E = U/L представлява интензитетът на електричното поле, а величината j = Ie/S
e плътността на електричния ток (т.е. броят заряди, които преминават за единица време
през единица площ). Тогава, законът на Ом може да се представи в следната еквивалентна
форма:
(закон на Ом за плътността на тока)

(2.4)

За разтвори на електролити, електропроводността на разтвора, , нараства с увеличението
на концентрацията на елелктолит, с. (Тук с означаваме концентрацията на разтвора в
mol/liter  M.) Електропроводността  се представя във вида:
(2.5)
където величината  се нарича моларна електропроводност (molar conductance). При
ниски концентрации на електролит,  не зависи от концентрацията, с, на разтвора, но при
по-високи концентрации  намалява с увеличението на с. Количествено, тази зависимост е
била установена eкспериментално от немския физикохимик Колрауш през 1876 г.:
(първи закон на Колрауш)

(2.6)

(Friedrich Kohlrausch, 1840–1910). Тук А е емпирична константа, а величината (0) се
нарича гранична моларна проводимост понеже тя дава граничната стойност на  при
силно разреден разтвор, с0. Причината за зависимостта на  от с при по-високи
концентрации, т.е. за наличието на последния член в ур. 2.6, е електростатичното