Kohlrausch's Gesetz der Ionenleitfähigkeit erklärt
Das Kohlrauschsche Gesetz der ionischen Leitfähigkeit
Wenn Sie versuchen, den komplizierten Tanz der Ionen in einer Lösung zu verstehen, bietet das Kohlrausch Gesetz der Ionenleitfähigkeit eine harmonische Melodie. Es gibt Einblicke, wie einzelne Ionen zur Gesamtleitfähigkeit von Lösungen beitragen. Lassen Sie uns eintauchen!
Die Formel
Die Formel für das Gesetz von Kohlrausch kann wie folgt geschrieben werden:
Λm = λ+ * c + λ- * cwo Λm ist die molare Leitfähigkeit, λ+ und λ- sind die Grenzströmungsleitfähigkeiten des Kations und Anions jeweils und c ist die Konzentration der Elektrolytlösung in Mol pro Liter (mol/L).
Erklärung der Eingaben
- limitingCationConductivity (\lambda_+): In Einheiten von S·cm²/mol dargestellt, handelt es sich um die Grenzmolarelektrische Leitfähigkeit des positiv geladenen Ions (Kation) des Elektrolyten.
- begrenztAnionenLeitfähigkeit ( \lambda_-): In Einheiten von S·cm²/mol dargestellt, ist es die Grenzmolare Leitfähigkeit des negativ geladenen Ions (Anion) des Elektrolyten.
- Konzentration (c): Gemessen in Mol pro Liter (mol/L) bezeichnet es die Konzentration der Elektrolytlösung.
Erklärung der Ausgaben
- molarConductivity ( \textLambda; m): Ausgedrückt in S·cm²/mol ist es die gesamte molare Leitfähigkeit der Elektrolytlösung.
Ein reales Beispiel
Betrachten Sie ein einfaches Beispiel mit Speisesalz (NaCl). Die begrenzenden molaren Leitfähigkeiten von Na+ und Cl- sind jeweils ungefähr 50,1 S·cm²/mol und 76,3 S·cm²/mol. Angenommen, Sie lösen 1 Mol NaCl in 1 Liter Wasser auf. Anwendung von Kohlrauschs Gesetz:
Λm = 50,1 * 1 + 76,3 * 1 = 126,4 S·cm²/mol Datenvalidierung
Stellen Sie sicher, dass die Eingaben positive Zahlen sind.
- Die Begrenzung der Kationenkonduktivität sollte > 0 sein.
- die Einschränkung der Anionenleitfähigkeit sollte > 0 sein.
- Die Konzentration sollte > 0 sein.
Zusammenfassung
Das Gesetz von Kohlrausch zeigt, wie die Leitfähigkeit einer Elektrolytlösung von der Art und Konzentration der vorhandenen Ionen abhängt. Durch das Verständnis hiervon können Chemiker bessere Prozesse entwerfen, effiziente Batterien herstellen und sogar Wasser reinigen.
Häufig gestellte Fragen
Q: Was passiert, wenn die Konzentration extrem hoch ist?
A: Das Gesetz von Kohlrausch ist am genauesten für verdünnte Lösungen. Bei hohen Konzentrationen können Ioneninteraktionen Abweichungen verursachen.
Kann dieses Gesetz auf alle Elektrolyte angewendet werden?
A: Während das Gesetz von Kohlrausch vielseitig ist, können sehr komplexe oder große Moleküle aufgrund zusätzlicher Faktoren möglicherweise nicht perfekt passen.
Tags: Elektrochemie