Scan126

12. ROZTWORY ELEKTROLITÓW.

PRZEWODNICTWO ELEKTROLITYCZNE. OGNIWA

Potencja! chemiczny, fi, soli w roztworze, w którym dysocjuje ona na jonów dodatnich i vJonów ujemnych:

soli V-soli ^

^soli ^=V4-J^X+ +V_|X_

\l_solj = v ₊ p.° 4- RTlnaZ' +v_|.l° + RTlna*-

V * V_

“son    •«-

<3₊=Y₊m₊;

gdzie a jest aktywnością, y - współczynnikiem aktywności, a m- stężeniem w niolacłi/kg rozpuszczalnika. Indeksy: "+ " i " oznaczają odpowiednio kation i anion.

Średni molowy współczynnik aktywności soli:

y± =^v*^łvA^v+- •Tl- •

Graniczne prawo Debye’a - Hueckela:

lgy± = ~a\z₊

gdzie /< jest stalą charakteryzującą rozpuszczalnik^ zależną od T\ I jest silą jonową roztworu:

/ i

gdzie m_t jest stężaniem danego jonu w molach/kg rozpuszczalnika, a z, - jego liczbą ładunkową. Oporność (rezystancja) roztworu:

a ,

A K

gdzie / jest grubością warstwy roztworu, A- powierzchnią przekroju , a te - jego przewodnictwem właściwym (Q'' m'¹).

Przewodnictwo molowe:

A

mol

IOOOk

c

(cnrn^mor¹),

gdzie c jest stężeniem w molach/dm³ roztwoni.

Prawa Kohlrauscha:

•    W przypadku elektrolitów mocnych w rozcieńczonych roztworach:

A_moi — A°°moi- Kc^1/2,

gdzie A°°_mai jest przewodnictwem molowym w rozcieńczeniu nieskończenie dużym, a K - stałą zaieżną przede wszystkim od typu elektrolitu (stosunek wartościowości kationu do anionu).

*    Prawo niezależnej wędrówki jonów:

VDO    O Ł*n    A OO

mol ^ +'^v +■    ^ -ł

gdzie 7C“ + i X". oznaczają przewodnictwo molowe kationu i anionu w rozcieńczeniu nieskończenie dużym.

^K E ’    “ E ’

gdzie u,. i u. są, odpowiednio, ruchliwościami kationu i anionu, a u,, i x>. - ich prędkościami w polu elektrostatycznym o natężeniu K

h ~ Fn_h

gdzie f jest stalą Faradaya.

Siła elektromotoryczna ogniwa:

E = E° +

rt . na^v/

-t— ln —■ -

\¥ na';

gdzie lA jest standardową silą elektromotoiyczną danego ogniwa, a_x i a_p - aktywnością substratów i produktów reakcji przebiegającej w ogniwie, v_v i v_p - współczynnikami siechiorne-tiycznymi w równaniu reakcji, a z - liczbą elektronów, wymienianych podczas reakcji. AG, AHi AS reakcji przebiegającej w ogniwie:

AG = -|z|F£; AG⁰ = -|z|rE°,

12.1. Zadania

12.1.    W teorii Dębye’a - Hueckela zakłada się, że przyczyną odstępstw od modelu roztworów doskonale rozcieńczonych są oddziaływania między: a) jonami, b) cząsteczkami rozpuszczalnika, c) jonami i cząsteczkami rozpuszczalnika.

12.2.    Czy można eksperymentalnie wyznaczyć bezpośrednio aktywności osobno kationów, osobno anionów? a) Tak, b) nic.

12.3.    Czy można wyznaczyć średni molowy współczynnik aktywności soli w roztworze, y+ metodą eksperymentalną? a) Tak, b) nie.

12.4.    W zakresie niskich stężeń roztworów elektrolitów współczynniki aktywności ...................jonów w roztworze............... przy wzroście siły jonowej

roztworu (uzupełnić: wszystkich, niektórych, rosną, maleją nie zmieniają sic).