Задачи по электропроводности водных растворов
Лекция №5
Задача 1. Сопротивление 0,01М раствора NaCl, измеренное в сосуде с электродами, емкостное сопротивление которых (l/S=0,5 см-1) равно 423 Ом. Определить величину удельной и эквивалентной электропроводностей, а также эквивалентную электропроводность раствора при бесконечном разбавлении, если предельная подвижность иона Na+ loNa=50,1 Ом-1см2г-экв-1, а иона Cl- loCl=76,4 Ом-1см2г-экв-1.
Решение: 1. Удельная электропроводность (Ом-1см2) определяется выражением:
.
2. Эквивалентная электропроводность (Ом-1см2г-экв-1)определяется выражением:
3. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении (закон Кольрауша), Ом-1см2г-экв-1:
Задача 2. Эквивалентная электропроводность 0,014н раствора хлор-уксусной кислоты (СН2СlCOOH) при 25оС равна
109 Ом-1см2г‑экв-1. Зная, что эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении этой кислоты l0=389,5 Ом-1см2г-экв-1 определить:
а) чему равна степень диссоциации ее в этом растворе;
б) чему равна константа диссоциации ее.
Решение: 1. Определение a
Различие в значениях эквивалентной электропроводности при разных разбавлениях для слабых электролитов зависит практически только от степени диссоциации a, т.е. l/l0=a/a0,, а т.к. a0=1, то a=l/l0. Тогда
2. Константа диссоциации К
.Измерение электропроводности растворов электролитов
Основано на определении величины сопротивления растворов электрическому току и производится обычно с помощью мостовых измерительных схем. Приведем рисунок эл.схемы измерительного моста. Принципиальная электрическая схема моста для измерения электропроводности:
Z1, Z2, Z3, Z4 – полные сопротивления плеч моста (импедансы).
ИН – индикатор нуля;
И.П. – источник питания.
В одну диагональ моста включен источник питания, а в другую – индикатор нуля.
В соответствии с законом Кирхгоффа при соотношении плеч моста Z1×Z2=Z2×Z4
Напряжение на его измерительной диагонали равно нулю и ток через индикатор нуля отсутствует, т.е. мост находится в равновесии. Если в качестве одного из плеч моста (например Z2) использовать сосуд с двумя электродами (датчик электропроводности), заполненный раствором электролита, то исходя из условия равновесия моста (уравнение 1) и зная сопротивление трех остальных его плеч, можно определить сопротивление раствора электролита и, следовательно, его электропроводность. В качестве источника питания можно использовать как постоянный, так и переменный ток.