等価コンダクタンス
1当量の電解質を含む体積の溶液のコンダクタンスは、等価コンダクタンスとして知られています。等価コンダクタンスの記号は Λ です。
1当量の電解質を含む溶液の体積Vcm³を考えてみましょう。等価コンダクタンス Λ と同じコンダクタンスを持ちます。
また、特定のコンダクタンス κ は、この電解質を含む 1 cm³ の溶液によって示されるコンダクタンスを指すこともわかっています。
つまり、
Vcm³ のコンダクタンス ——— Λ
1cm³のコンダクタンス———κ
したがって、
=κ×V ……….式 (1)
解の正規性(N)は次のように与えられます:
N=ne/V (cc)×1000 …………式(2)
上記の式では、当量数、ne=1
式 (2) に ne の値を入れると、
V (cc)=1000/N
式 (1) に V の値を代入すると、
=κ×1000/N
等価コンダクタンス単位
等価コンダクタンスの単位は ohm-¹cm²/gram です
または シーメンス m²/グラム
モルコンダクタンス
モル コンダクタンスは、1 モルの電解質を含む溶液の体積のコンダクタンスです。
これは記号 Λ mor μ で表されます。
モル コンダクタンスは、比コンダクタンスに次のように関連しています:
μ =κ.V
または
μ =κ.1000/M
上記の関係では、
M は溶液のモル濃度です
モルコンダクタンス単位
モル伝導率の単位は cm2 です。オーム¹ . mol-¹
または㎡。シーメンス。 mol -¹.
等価コンダクタンスとモル伝導率の間の関係 Λ m は次のように表すことができます:
Λm=×(電解質の等価係数)
比コンダクタンス
1cmの間隔で1cm²の面積の2つの電極間に閉じ込められた電解液のコンダクタンスは比コンダクタンス(L)と呼ばれます。別の言い方をすれば、比コンダクタンス (L) は、1 cm 離れた 2 つの電極間に封入された 1 cc の溶液のコンダクタンスとして定義できます。
比コンダクタンス (L) の単位は ohm-¹ cm-¹ または siemens m-¹です
溶液 1 cc あたりに存在するイオンの数、イオンの電荷、およびイオンの速度はすべて、特定のコンダクタンス (L) に影響します。また、電解液の温度にも影響され、温度が1度上昇するごとに2%増加します。その結果、強電解液が希釈されると、cc あたりのイオン量が減少し、イオン速度が増加します。ただし、最初の要素が 2 番目の要素よりも優先され、溶液が希釈されると L は減少します。
コールラウシュの法則
強力な電解質溶液はどの濃度でも完全に解離するため、1 グラム相当の電解質溶液に固定されるイオンの総数は常に設定されます。イオン間のイオン間相互作用が少ないため、イオンの速度は希釈とともに増加します。イオン間引力は特定の希釈度で消失し、リッチ制限値は消失します。コールラウシュの独立移動の法則に従う強力な電解質溶液は、無限希釈時の等価コンダクタンス (Λ0) と呼ばれます。
導電率測定の応用
- 電解質溶液が電気を伝導する能力は、溶液中にイオンが存在することの直接的な証拠です。溶液中のイオンの挙動は、コンダクタンスを測定することで実験的に決定できます。
- 電気伝導度測定は、酸塩基滴定の終点、難溶性塩の溶解度、水のイオン積、プロセスの化学反応速度論などの物理量を決定するために使用されます。
- 農業産業では、土壌の電気伝導率を測定することは、作物の健康と成長に不可欠です。植物の成長にとって重要な、リン、硝酸塩、カルシウム、カリウムなどの重要な土壌栄養素を追跡するために使用されます。
- コンダクタンスは、塩化銀 (AgCl) などの難溶性塩の溶解度を決定するための迅速かつ簡単なアプローチです。
等価コンダクタンスに影響する要因
- 温度:電解液のコンダクタンスは、温度の上昇に伴ってイオン化の程度が増加するにつれて増加します。
- 強力な電解質は完全にイオン化され、生成されるイオンの数が増えるため、導電率が高くなります。
- 一方、弱電解質は部分的にイオン化されているため、溶液中の導電率が低くなります。
- イオンのサイズと移動度:イオンのサイズが大きくなると移動度が低下し、導電率が低下します。
- 溶媒の一般的な性質とその粘度により、粘性の高い溶媒ではイオン移動度が低下します。その結果、導電率が低下します。
- 溶液濃度の増加に伴い、単位体積あたりのイオン数が増加するにつれて比コンダクタンスが増加します。
- 一方、イオン化の量が濃度の減少 (すなわち、希釈) とともに減少すると、等価伝導率とモル伝導率が上昇します。
結論
電解質の等価コンダクタンスは、1 cm 離れた 2 つの平行な電極の間に配置され、溶液全体を収容するのに十分な大きさの、1 等量の溶解物質を含む溶液の体積のコンダクタンスとして定義されます。 Λ は、直接決定されるのではなく、特定のコンダクタンスから推定されます。 C が 1 立方センチメートルあたりの濃度である場合、1000/C は 1 等量の溶質を含む体積です。 Ls は溶液の立方センチメートルのコンダクタンスであるため、1000/C cc のコンダクタンスは
Λ=1000Ls/C
