закон Kohlrausch о ионной проводимости объяснен

Закон ионной проводимости Кольрауша

Когда вы пытаетесь понять замысловатый танец ионов в растворе, закон ионной проводимости Кольрауша дает мелодичную мелодию. Он дает представление о том, как отдельные ионы вносят вклад в общую проводимость растворов. Давайте погрузимся в суть!

Формула

Формулу закона Кольрауша можно записать так:

Λm = λ+ * c + λ- * c

где Λm — молярная проводимость, λ+ и λ- — предельные молярные проводимости катиона и аниона соответственно, а c — концентрация раствора электролита в молях на литр (моль/л).

Объяснение входных данных

• limitingCationConductivity (extlambda;_+): Представленная в единицах См·см²/моль, это предельная молярная проводимость положительно заряженного иона (катиона) электролита.
• limitingAnionConductivity (extlambda;_-): Представленная в единицах См·см²/моль, это предельная молярная проводимость отрицательно заряженного иона (аниона) электролита.
• concentration (c): Измеряемая в молях на литр (моль/л), она обозначает концентрацию раствора электролита.

Объяснение выходных данных

• molarConductivity (extLambda;m): Выраженная в См·см²/моль, это общая молярная проводимость раствора электролита.

Пример из реальной жизни

Рассмотрим простой пример с использованием обычной поваренной соли (NaCl). Предельные молярные проводимости Na⁺ и Cl^- составляют приблизительно 50,1 См·см²/моль и 76,3 См·см²/моль соответственно. Предположим, вы растворяете 1 моль NaCl в 1 литре воды. Применяем закон Кольрауша:

Λm = 50,1 * 1 + 76,3 * 1 = 126,4 См·см²/моль 

Проверка данных

Убедитесь, что входные данные являются положительными числами:

• limitingCationConductivity должно быть > 0.
• limitingAnionConductivity должно быть > 0.
• concentration должно быть > 0.

Резюме

Закон Кольрауша иллюстрирует, как проводимость раствора электролита зависит от природы и концентрации присутствующих ионов. Понимая это, химики могут лучше проектировать процессы, создавать эффективные батареи и даже очищать воду.

Часто задаваемые вопросы

В: Что произойдет, если концентрация будет чрезвычайно высокой?
A: Закон Кольрауша наиболее точен для разбавленных растворов. При высоких концентрациях взаимодействие ионов может вызывать отклонения.

В: Можно ли применить этот закон ко всем электролитам?
A: Хотя закон Кольрауша универсален, очень сложные или большие молекулы могут не подходить идеально из-за дополнительных факторов.

Tags: Физическая химия, электрохимия, Проводимость