Электролиттердің молярлық (эквиваленттік) электрөткізгіштігі

Молярлық электрөткізгіштігі lv деп аудандары 1 м2, арақашықтығы 1 м электродтар арасындағы 1 кмоль еріген заттан тұратын ерітінді көлемінің электрөткізгіштігін айтады.

Ерітінді сұйытылған сайын l мәні өседі және өте сұйытылған облыстарда тұрақты мәнмен шектелуге тырысады (l_¥), (9.2-сурет).

(9.6)

l

күшті электролиттер

V

l¥

әлсіз электролиттер

Электролиттің шексіз сұйытылған эквиваленттік электрөткізгіштігі екі тәуелсіз қосылғыштан тұрады: катион және анион өткізгіштіктерінен , .

Бұл қатынасты (9.6) анықтаған Кольрауш

және ол ион дардың тәуелсіз қозғалысының

заңы деп аталады.

Иондардың шектік қозғалғыштығы ,

осы иондар үшін ғана мінездемелік шама, ол

еріткіштің табиғатына және температураға

тәуелді.

 

9.2-сурет. Эквиваленттік электрөткізгіштіктің сұйылтуға тәуелділігі

9.2 Электродтық потенциал. ЭҚК.

Электродтарда химиялық реакциялар жүргенде пайда болатын тоқты алу үшін пайдалынатын аспапты электрохимиялық (гальваникалық) элемент дейді.

Қарапайым электрохимиялық элемент электролиттер ерітінділеріне батырылған екі жартылай элементтен-металды пластинадан (I ^ші текті өткізгіштер) тұрады. Жартылай элементтер кеңістікте бір-бірінен бөлінген және I ^ші текті өткізгіштікпен өзара қосылған. Электролиттер ерітінділері өзара II ^ші текті өткізгіштікпен қосылған. Электрохимиялық элементтің негізгі сандық сипаттамасы болып оның электр қозғаушы күші саналады (ЭҚК, оны Е деп белгілейміз). Электр қозғаушы күш екі жартылайэлементтің потенциалдар айырымына тең. Егер электр тоғы әртүрлі бағытта жүргенде электродта бірдей химиялық реакция орын алса, онда бұндай электродтарды, олардан құрылған элементтерді қайтымды дейді.

Қайтымды элементтердің ішінде ең қарапайым болып Даниэль-Якобидің элементі саналады (9.3 сур.).

Сыртты ток көзінен өте шамалы ток өткізгенге электродтарда кері реакциялар жүре бастайды:

(-) Zn / Zn²⁺ // Cu²⁺ / Cu (+)

Элемент жұмыс істегенде электродта келесі реакциялар жүреді:

+Zn = Zn²⁺ + 2 e^- және 2 e^- + Cu²⁺ = Cu

 

 

9.3 сурет. Даниэль – Якобидің гальваникалық элементінің схемасы

Иондардың металдан ерітіндіге ауысуы қайтымды процесс, жүйе максималды пайдалы жұмысты атқарады – 1 моль металдан ерітіндіге немесе кері ауыстыру электрлік жұмыс жасайды, келесі реакция бойынша:

Meⁿ⁺ + nē Û Me

A =-∆G = nFφ, (9.7)

мүнда: n – ионның заряды; φ – электродтың потенциалы; F –Фарадей саны. Химиялық реакция изотермасының теңдеуін қолданып, электродтық потенциал үшін Нернст теңдеуін алуға болады.

, (9.8)

мүнда: - ерітіндідегі метал иондарының активтілігі; φ₀ – стандартты немесе нормалды электродты потенциал, яғни Р = 101325 Па және Т=298К. =1 тең ерітіндіге батырылған электродтың потенциалы.

φ₀ = RTlnK_a, (9.9)

мүнда: К_а – электродты реакцияның тепе-теңдік константасы. Pt(H₂) / H⁺.

Ұласпалы өздерінің стандартты электродты потенциалдар шамаларының өсуіне байланысты орналасқан металдар қатарын кернеулер қатары дейді. Кернеулер қатарында сутектен кейін тұрған металдар, сутекті қышқылдардан ығыстырады.