Công thức tính độ dẫn điện đương lượng

Share the publication

Save the publication to a stack

Like to get better recommendations

The publisher does not have the license to enable download

Share the publication

Save the publication to a stack

Like to get better recommendations

The publisher does not have the license to enable download

Chương IVCHUYỂN ĐỘNG CỦA IONTRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY.TÍNH DẪN ĐIỆN CỦADUNG DỊCH ĐIỆN LY1CHƯƠNG IV1. Độ dẫn điện của dung dịch điện ly2. Phương pháp xác định độ dẫn điện, số tải vàlinh độ ion3. Ảnh hưởng của các yếu tố tới độ dẫn điện vàsố tải của dung dịch điện ly21. Độ dẫn điện của dung dịch điện ly1.1. Chuyển động của ion trong dung dịch4 quá trình chuyển động cơ bản trong dung dịch điện ly:• Đối lưu: Chuyển động chất hoặc năng lượng do nội lực• Truyền nhiệt: Gradient nhiệt độ giữa hệ thống và môi trường• Khuếch tán: Gradient nồng độ• Điện di: Chuyển điện tích, chất do gradient điện trườngJi = Ci viJi : dòng lưu chất, mol cm-2 s-1Ci : nồng độ, mol cm-3vi : tốc độ của hạt i đi qua đơn vị diện tích, cm s -131.2. Phân loại độ dẫn điệnFaraday phân loại:- Dẫn điện loại một: điện tử[kim loại, R nhỏ, độ dẫn giảm khi T tăng]- Dẫn điện loại hai: ion[dd điện ly, nóng chảy, điện ly rắn, keo, chất lỏng ion, khí ion hóa, …]Dung dịch điện ly:Cả cation và anion đều tham gia vào quá trình dẫn điện.- Phụ thuộc nồng độ- R nhỏ, độ dẫn điện tăng khi T tăng* Polymer dẫn điện: điện tử và ion* Chất bán dẫn: điện tử và lỗ trốngR lớn hơn KL – cần năng lượng kích thích, độ dẫn điện tăng khi Ttăng]41.3. Độ dẫn điện, độ dẫn điện riêng, độ dẫnđiện mol, đương lượngĐộ dẫn điện [G]: nghịch đão với điện trở [R]:1G=RCho hai bảng điện cực có thiết diệnA đặt song song, độ dẫn đo được là:G=1A=κRlκ: Độ dẫn điện riêngl: khoảng cách giữa 2 bảng điện cực, mGRκ→→→S [Mho, Siemens]Ω [Ohm]S m-151.3. Độ dẫn điện riêngl 1 lκ = G. = .A R AĐộ dẫn điện riêng là độ dẫn của khối dung dịch nằm giữa haiđiện cực song song có thiết diện 1 cm2 và cách nhau 1 cm.Theo hệ SI: độ dẫn điện riêng là độ dẫn của khối dung dịch nằm giữahai điện cực song song có diện tích 1 m2 và đặt cách nhau 1 m.Đơn vị của độ dẫn điện riêng[κ] = ohm−1.cm−1 = S.cm−1 [hay [κ] = S.m−1]1 S = 1 ohm−161.3. Độ dẫn điện mol, đương lượngĐộ dẫn điện mol: Độ dẫn điện của khối dung dịch nằm giữahai điện cực cách nhau 1 cm và có thiết diện sao cho khối dungdịch đó chứa 1 mol chất điện ly.1000.κΛM =Cκ : s cm −1C : mol / LΛ : s cm 2 mol −1 MĐộ dẫn điện đương lượng [λ hay λN]: Độ dẫn điện củakhối dung dịch nằm giữa hai điện cực cách nhau 1 cm vàcó thiết diện sao cho khối dung dịch đó chứa 1 đươnglượng gam chất điện ly.71.3. Độ dẫn điện mol, đương lượng Dung dịch điện ly mạnh lý tưởng: Λ không phụ thuộcnồng độ Dung dịch thật: Λ phụ thuộc vào nồng độ do:– Tương tác ion – ion → γ ≠ 1Dung dịch điện ly yếu: Λ phụ thuộc vào nồng độ do:- Phân ly không hoàn toàn của dd điện ly.81.4. Linh độ ion, linh độ mol, đương lượngNồng độĐộ dẫn điệnVận tốc chuyển độngĐiện tích9Ion chuyển động khi có điện trường – điện dil+−X∆EX=l∆E∆E∆E+I=== κ . A.1 lRl.κ A∆EFđt = Z i eoLực điện trường, Fđt: lực coulomblLực ma sát, Fms :Ion c/đ đều:Fms = 6πηriviFms = Fđt∆EZ i eo= 6πη ri vil−10Vận tốc chuyển động có hướng [vi] của ion dưới tác dụng của lực điệntrường X :Z i eo ∆Evi =.= ui . X6πη ri lui: Linh độ ion [vận tốc tuyệt đối của ion]- Vận tốc chuyển động củaion trong môi trường chất điện ly có điện trường là đơn vị [=1]X= 1 V/cmZ i eov = ui =6πη rioi[vi] = cm/s;[u] = cm2.V−1.s−1Linh độ [cm2.V−1.s−1] của một số ion trong nước ở 25oC.IonH+Na+K+Zn2+OH−Cl−Br−SO42−u.10436,25,197,625,4720,67,918,098,2911Độ dẫn điện mol ion, đương lượng ion: tích của linh độ ion vớisố Faraday [linh độ đương lượng] λ M = ui.z.F → λ N = ui FZ i eol2ui =Z i eo N Av+6πη riA−λN =+v−6πη riI+ = eoZ+n+v+AI− = eoZ−n−v−A+I = I+ + I− = eoZ+n+v+A + eoZ−n−v−A∆Evi = ui .l∆E∆EI = eo .Z + n+ A.u++ eo Z − n− A.u−ll∆EI = I+ + I −−eoZ+n+= eoZ−n−n + Z + e o N A n − Z − e o N A N .F==NANA1000- n+Z+/NA = số đương lượng- Chất điện ly pl hoàn toàn [α = 1]12Nếu chất điện ly phân ly một phần [α < 1] :α . N .Fn+ Z + eo = n− Z − eo =1000NN∆EI = [α u+ F .+ α u− F .]. A.10001000lThay ui.F bằng λ i :N∆EI = α [λ + + λ − ]. A.1000l∆EMặt khác: I = κ . A.lΛ=1000 κNκ=α [λ+ + λ− ] Nκ=1000Λ.N1000α [λ+ + λ− ] Nκ=1000Λ = α[λ+ + λ−]13Λ = α[λ+ + λ−]Dd vô cùng loãng α = 1 và ký hiệu độ dẫn điện ở vô cùng loãng làΛoΛ o = λ 0+ + λ 0−Λ 0 [Λ ∞ ] : độ dẫn điện đương lượng giớihạn:Định luật về tính dẫn điện độc lập của các ion: Độ dẫnKohlrausch, 1875, thực nghiệmđiện đương lượng của dung dịch vô cùng loãng bằng tổng linh độđương lượng [độ dẫn điện đương lượng cation và anion]λ 0i : độ dẫn điện đương lượng giới hạn của ion [linh độ đương lượng tới hạn]1000κΛ C = α .Λ o =NLinh độ đương lượng giới hạn của một số ion [S.cm 2đlg-1]Ionλ ioH+Na+349,8 50,1K+73,5Zn2+OH−Cl−Br−SO42−53,5 197,6 76,378,380,014Chú ýĐộ dẫn điện riêng có tính cộng:Thí dụ, độ dẫn điện riêng của hỗn hợp dung dịch chứa KCl vàNaOH sẽ là tổng độ dẫn điện riêng của dung dịch KCl vàNaOH.Độ dẫn điện đương lượng không có tính cộng [trừ dd vôcùng loãng]:Không có khái niệm độ dẫn điện đương lượng của mộthỗn hợp, chỉ có độ dẫn điện đương lượng của một chất điệnly.151.5. Số tải của ionVi khác nhauSố tảiphần đóng góp của từng ion vào độ dẫn điện[ti] : tỉ lệ đóng góp của loại ion i vào độ dẫn điện chungI i qiti = =IQΣ ti = 1λi N iti =∑ λi N i∆E1∆EI i = eo zi ni A.ui=N i λi A.l1000lNếu dung dịch chỉ có hai loại ion:t+ + t− = 1λ+t+ =λ+ + λ−t− =λ−λ+ + λ−162. Phương pháp xác định độ dẫn điện, sốtải và linh độ ion2.1. Ứng dụng độ dẫn điện2.2. Phương pháp xác định số tảia] Phương pháp Hittorfb] Phương pháp ranh giới chuyển độngc] Xác định số tải nhờ mạch nồng độ có tải2.3. Phương pháp xác định linh độ ion171. Ứng dụng độ dẫn điệnXác định độ dẫn điện riêngκ=b1 1 l K= . =ρ R A RĐiện cựcK: hằng số bình hay hằng số điện cựclCRMRXI CD = 0 → R X = RM .aR2R1- Đo điện trởR1R2D- Dùng dòng xoay chiềucó tần số cao- Ổn định nhiệt độCầu Wheatstone18Ví dụ- Điện cực đo độ dẫn có thiết diện 6,00 cm2 đặt cáchnhau 1.5 cm. Tính hằng số bình [hằng số điện cực].- Độ dẫn của dung môi nước là 5,0 x10-6 S. Tính độ dẫnđiện riêng của nước.- Độ dẫn của dung dịch KCl 10-4 M là 6,42 x10-5 S. Tínhđộ dẫn điện riêng của KCl.19Xác định hằng số điện ly của chất điện ly yếuHA  A- + H+α 2CK=1− αΛC = α.Λo1 11−=[ ΛC ]2Λ Λ o KΛ oVí dụ: Độ dẫn điện mol của dung dịch acid HA[0,004 M] là 359 S cm2 mol-1 . Độ dẫn điện mol tớihạn của HA là 385 S cm2 mol-1. Tính độ điện ly vàhằng số phân ly Ka.20κ . mSChuẩn độ độ dẫnλ io : 25oC, nướcIonλ ioH+Na+349,8 50,1K+Ag+NH4+73,561,973,5 76,3 71,5Cl−NO3− AcO− OH−40.9197,621Phân tíchphần đónggóp của cácloại ion vàoκ , mSAgNO3 + KCl → AgCl↓ + KNO3Cl−K+κ trong quátrình chuẩnđộNO3−Ag+VtđV, mlAg+ + NO3− + K+ + Cl− → AgCl↓ + K+ + NO3−222.2. Phương pháp xác định số tảia] Phương pháp Hittorfb] Phương pháp ranh giới chuyển độngc] Xác định số tải nhờ mạch nồng độ có tải2.3. Phương pháp xác định linh độ ionTự tham khảo tài liệu !23Phương pháp HittorfPhương pháp Hittorfxác định số tải dựatrên mối liên hệ giữasự thay đổi nồng độngăn dung dịch chứađiện cực và điệnlượng tiêu tốn trongquá trình điện phânVí dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 0,20 M để tính số tải. Thể tích catolitlà 36,4 ml. Lượng Cu++ sau khi điện phân còn lại trong catolit là 0,44 g.Lượng bạc giải phóng trong coulomb kế bạc là 0,285 g. Tính số tải củacác ion trong dung dịch sulfat đồng.24Phương pháp ranh giới chuyển độngq là điện lượng, h là khoảng cách màmàng AB đã dịch chuyển, S là thiết diệnngang của ống thì:q+ V .N S .h.Nt+ ===qqqMXCDABtt=0M’X+Ví dụ. Trong một thí nghiệm xác định số tải của KCl, ống thínghiệm có đường kính trong là 4,146 mm chứa KCl 0,021mol/l. Cường độ dòng điện là 18,2 mA. Màng phân cách dichuyển được 318 mm sau thời gian 1000 giây. Tính số tảicủa ion K+, vận tốc chuyển động tuyệt đối của K+ và linh độđương lượng của K+ .25

Full PDF PackageDownload Full PDF Package

This Paper

A short summary of this paper

37 Full PDFs related to this paper

Download

PDF Pack