закон Kohlrausch о ионной проводимости объяснен

Закон ионной проводимости Кольрауша

Когда вы пытаетесь понять сложный танец ионов в растворе, закон ионной проводимости Кольрауша предлагает мелодию, полную гармонии. Он дает представление о том, как отдельные ионы способствуют общей проводимости растворов. Давайте углубимся!

Формула

Формула закона Кольрауша может быть записана как:

Λм = λ+ * c + λ- * c

где Λм это молярная проводимость, λ+ и λ- пределы молярной проводимости катиона и аниона соответственно, c концентрация электролитического раствора в моль на литр (моль/л).

Объяснение входных данных

• предел_кондуктивности_катонов ( \extlambda;_+ ): Представленная в единицах S·см²/моль, это предельная молярная проводимость положительно заряженного иона (катиона) электролита.
• ограничивающая проводимость анионов (\extlambda;_-): Выраженная в единицах S·см²/моль, это предельная мольная проводимость отрицательно заряженного иона (аниона) электролита.
• концентрация (c): Измеряемый в молях на литр (моль/л), он обозначает концентрацию электролитного раствора.

Объяснение выходных данных

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

Реальный пример

Рассмотрим простой пример с обыкновенной поваренной солью (NaCl). Лимитирующие мольные проводимости Na⁺ и Cl^- примерно 50.1 См·см²/моль и 76.3 См·см²/моль соответственно. Предположим, вы растворяете 1 моль NaCl в 1 литре воды. Применяя закон Кольрауша:

Λм = 50.1 * 1 + 76.3 * 1 = 126.4 S·см²/моль 

Проверка данных

Убедитесь, что вводимые данные являются положительными числами:

• предел проводимости ионов должен быть > 0.
• проводимостьограничивающегоанионадолжнабыть>0.
• концентрация должна быть > 0.

Резюме

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

Часто задаваемые вопросы

Q: Что произойдет, если концентрация будет крайне высокой?
Закон Кольрауша наиболее точен для разбавленных растворов. При высоких концентрациях взаимодействия ионов могут вызывать отклонения.

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

Tags: электрохимия