比導電率、等価導電率、モル導電率

はじめに

さまざまな溶質分率 (モル、当量、またはイオン強度) と、混合物を構成するバイナリ システムの特定のコンダクタンスは、構成するバイナリ システムの特定のコンダクタンスの観点から下に置くことができます。これらのバイナリ コンダクタンスは、一定の温度 (一定の総モル濃度、一定の総当量、​​または一定の総イオン強度) など、組み合わせを表す「一定の」濃度の形式で評価されます。これらの定式化に補正項を組み込むことにより、実験データをフィッティングするために正確にすることができます。特定のコンダクタンスとそれに関連する補正コンポーネントのこれらのバイナリ近似を、モル、等価、またはイオン (イオン強度) コンダクタンスなどの「濃度コンダクタンス」の類似のバイナリ近似に変換するために、一般的な形式が開発されました。一方、任意の 2 値評価アプローチの任意の分数で表される濃度コンダクタンスの単純な 2 値近似は、特定のコンダクタンスの 2 値近似につながります。 「自然な」分数または「自然な」バイナリ評価手順を使用すると、結果の形式はどちらの場合もより単純になります。特定のコンダクタンスは、すべての物理的特性の最も基本的なものです。説明のために、システム NaCl MgCl2 H2O が採用されています。

比伝導度とモル伝導度

比伝導率とモル伝導率は、2 種類の伝導率です。材料では、コンダクタンスは、イオンが通過できる材料の特徴であり、その結果、電気の伝達が可能になります。これは一般に、問題の物質の抵抗の逆数として説明されます。 SI のコンダクタンス単位は、文字 S (Siemens) で表されます。比導電率 (導電率とも呼ばれます) は、電気を通す材料の容量の尺度であり、パーセンテージで表されます。この文字を象徴するために文字「K」が使用されています。その結果、定義上、

G は 1/R に等しい

R=ρl/A

К=1/ρ

G =К A/l

ここで、К =導電率、ρ =材料の抵抗率 G はコンダクタンスです。 Rは抵抗を表します。 l は長さの略です。 A は断面の面積です。

材料では、コンダクタンスは、物質の性質、材料に存在する価電子の数、および温度によって決まります。金属には価電子が存在するため、優れた電気伝導体です。私たちが観察したように、物質の温度が上昇すると、材料の導電率は低下します。

純水にはヒドロキシルイオンが存在するため、純粋な状態では導電率が非常に低いことが知られています。電解質は溶液中にイオンを放出するため、電解質が存在すると導電率がさらに増加し​​ます。イオンが存在する場合、電気は溶液を通して伝導されます。これは、電解コンダクタンスまたはイオン コンダクタンスと呼ばれます。所定の濃度での電解液の比導電率は、所定の濃度での電解液の導電率としても知られ、単位断面積を有する 2 つの白金電極間で維持される溶液の 1 単位体積のコンダクタンスであり、単位距離で。電解液の導電率は、次の要因によって決まります:

使用する電解質の種類とその濃度は重要な考慮事項です。生成されるイオンのサイズと溶媒和の程度。溶媒の性質とその粘度。

電解質が溶解するイオンの電荷、濃度、およびサイズの違い、ならびに電位勾配下でのイオンの移動の容易さのために、同じ溶媒および同じ温度での異なる電解質の溶液の導電率変わるかもしれません。その結果、より一般的に使用されるモル伝導率という言葉を使用して、電解質溶液の伝導率を記述します。これは、濃度が同じ場合に、単位断面積と単位距離を持つ 2 つの電極間で測定されたコンダクタンスとして定義されます。たとえば、特定の濃度の溶液のモル伝導率は、単位断面積と単位距離で 2 つの電極間で測定されたコンダクタンスです。別の言い方をすれば、比導電率と電解質の濃度の関係として説明できます。記号 m で表されます。

Ʌm=K/c

どこで、

К =導電率

c は電解質の濃度を表します。

等価コンダクタンス

1当量の電解質を含む溶液の体積の導電率は、等価導電率単位で測定されます。記号で表される 1 つの電解質当量を含む V cm3 溶液の体積を考えてみましょう。この電解質を含む 1 cm3 の溶液が示すコンダクタンスは、比コンダクタンス (1 cm の距離で分離された 1 cm2 の断面積を持つ 2 つの電極間) と呼ばれます。

数学用語では、等価コンダクタンスの定義と式は次のとおりです:

V cm3 のコンダクタンス ———- Λ

1 cm3 のコンダクタンス ———- κ

したがって:

Λ =κ.V ————— 式 (3)

解の正規性 (N) は、以下の式を使用して計算できることは既にわかっています。

N =n/V 1000

等価コンダクタンス式は次のとおりです:

V =1000/n .

上記の電解液の場合、当量数は n =1.V =K x 1000/n

この場合、V と NE の等価コンダクタンスの関係は、kx V として表すことができます。

Units of Λ:等しいコンダクタンスの単位 (コンダクタンス単位とも呼ばれます)。

equiv-1 値は cm2 に等しい。モー。 equiv-1 値は、m2 シーメンスとも呼ばれます。

結論

導電率とも呼ばれる特定のコンダクタンスの 1 つの尺度は、1 cm 離れた同じ面積の 2 つの電極を備えたセルに含まれる溶液のコンダクタンスです。前のケースとは対照的に、等価コンダクタンスは前のケースとは少し異なる特定のケースです。等価導電率とは、1 等量の電解質を含む溶液の体積の導電率を指し、導電率の単位で測定されます。モル伝導率は、1 モルの電解質を含む溶液の伝導特性、または溶液のイオン強度または塩濃度の関数であり、溶液 1 リットルあたりの電解質 1 モルの単位で測定されます。