Теоретичні відомості - раздел Химия, ФІЗИЧНА ТА КОЛОЇДНА ХІМІЯ За Електричною Провідністю Розрізняють Провідники Першого І Другого Роду. До ...
За електричною провідністю розрізняють провідники першого і другого роду. До перших належать всі метали та їх сплави, а до других – розчини і розплави електролітів. В розчинах електролітів електричний струм проводиться за допомогою іонів, які переміщуються до відповідних електродів.
Згідно з теорією Арреніуса, молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на іони, які і переносять електричний струм. Одні електроліти дисоціюють в розчинах повністю (сильні), інші частково (слабкі). Електрична провідність слабких електролітів визначається в основному ступенем дисоціації, яка залежить від концентрації електроліту і температури.
Властивість систем проводити електричний струм визначається опором або електричною провідністю. Опір R провідника пропорційний його довжині l (м) і обернено пропорційний площині поперечного перерізу S (м2).
(4.1)
Коефіцієнт пропорційності r (Ом×м), який дорівнює опору провідника при l = 1 м і S=1м2 називається питомим опором.
Електрична провідність – величина, обернена опору, Ом-1:
(4.2)
а питомa електричнa провідність c – величина, обернена питомому опору, См/м:
(4.3)
Питома електрична провідність електроліту – електрична провідність розчину об’ємом 1 м3, що міститься між двома паралельними електродами, площа кожного з яких становить 1 м2.
Питома електрична провідність являє собою струм, який переноситься через одиницю поперечного перерізу при градієнті потенціалу 1 В/м. Питома електрична провідність визначається швидкістю руху іонів (рухливістю), їх концентраціями в розчині і температурою.
Еквівалентна електрична провідність (молярна) визначається як електрична провідність розчину, в об’ємі якого міститься 1 г-екв розчиненого електроліту і який розміщений між двома паралельними металевими провідниками, віддаленими один від одного на 1 м, [См×м2 /моль].
(4.4)
де j = 1/С - розведення, тобто число літрів розчину, в якому міститься 1 г-екв розчиненої речовини. Враховуючи швидкість руху іонів (катіонів та аніонів) 
, ступінь дисоціації електроліту 
, коефіцієнт електропровідності 
, можна записати:
(4.5)
де F - стала Фарадея
Прийнявши до уваги, що рухливість катіонів 
і аніонів 
, маємо
(4.6)
Залежність від концентрації наведена на рис.4.1.
Питома електрична провідність розчинів зростає зі збільшенням концентрації електролітів до певної межі, тому що в 1 мл об’єму збільшується кількість переносників електричного струму – іонів. Як видно з рис.4.1, для слабких електролітів при деякій концентрації питома електрична провідність зменшується, тому що зменшується ступінь їх дисоціації.
Рис. 4.1. Залежність питомої електричної провідності від концентрації розчину сильного та слабкого електроліту
| Для сильних електролітів зі збільшенням концентрації зменшується відстань між іонами, внаслідок чого зростає взаємне гальмування за рахунок наявності електрофоретичного та асиметричного ефектів і, відповідно, зменшується швидкість руху іонів. Крім того, зі збільшенням концентрації електроліту зростає в’язкість розчину, що також гальмує рух іонів.
|
Рис. 4.2. Залежність еквівалентної електричної провідності від розведення розчину
| Еквівалентна електрична провідність слабких і сильних електролітів (рис. 4.2) збільшується з розведенням: для слабких – внаслідок збільшення ступеню дисоціації електроліту, для сильних – внаслідок зростання рухливості іонів.
|
Все темы данного раздела:
Теоретичні відомості
Термохімія є розділом термодинаміки, що вивчає теплові ефекти хімічних реакцій, фазових перетворень, процесів розчинення, адсорбції, змочування, набухання та ін.
Теоретична основа термохім
Порядок виконання роботи
1. В склянку заливають 200 г води.
2. Розраховують кількість KNO3, що припадає на 200 г води, для одержання розчину концентрацією 0,2 - 0,3 Μ.
3. Для визначення ма
Порядок виконання роботи
1. Після визначення теплового ефекту розчинення солі KNO3 (сталої калориметра) калориметр звільняють від розчину, корки висушують, пробірки витирають тампоном з фільтрувального паперу.
Теоретичні відомості
Для аналізу поведінки систем, які складаються з декількох фаз застосовують фізико-хімічний метод, який ґрунтується на дослідженні зв’язків між складом системи (або іншими параметра
Порядок виконання роботи
1. Одержують у лаборанта штатив з набором запаяних пробірок, склад суміші яких наведений у таблиці, що додається до штативу.
2. Заповнюють водяну баню на 3/4 водопровідною водою.
Опрацювання результатів
За допомогою правила важеля з діаграми можна визначити не лише число рівноважних фаз та їх склад, але й кількісні співвідношення між масами фаз: маси рівноважних фаз обернено пропор
Теоретичні відомості
Визначення молярної маси базується на властивості розчинів замерзати за температури, нижчої за температуру замерзання чистого розчинника. Залежність температури замерзання розчину від його концентр
Кріоскопічні сталі деяких розчинників
Розчинник
Кк
Розчинник
Кк
Вода
Нітробензол
Бензол
1,86
5,90
5,10
Визначення температури замерзання чистого розчинника
Найчастіше охолодження рідини до температури замерзання не спричинює утворення твердої фази (льоду). Рідина, що має температуру нижчу за температуру її замерзання, називається переохолодженою. Інод
Визначення температури замерзання розчину
При охолодженні розчину температура його знижується, він може охолодитись нижче температури замерзання – стати переохолодженим (рис. 3.3).
Порядок виконання роботи
1. В суху широкогорлу пробірку наливають таку кількість розчинника, щоб його рівень був вищий ртутної кульки термометра на 8–10 мм. Поміщений в пробірку з рідиною термометр Бекмана з мішалкою треба
Опрацювання результатів
1. Обчислюють зниження температури замерзання розчину за рівнянням 3.8.
2. При визначенні істинної молярної маси електролітів кріометричним методом, необхідно використовувати органічні роз
Питання для самоперевірки
1. Сформулюйте закон Рауля. Для яких розчинів справджується закон Рауля?
2. Властивості якого компоненту розчину (розчиненої речовини чи розчинника) визначають кріоскопічну сталу?
Електрична провідність розчинів слабких електролітів
В розчинах слабких електролітів при значних розведеннях іони рухаються незалежно один від одного і їх електрична провідність при нескінченному розведенні підпорядковується правилу адитивності, тому
Електрична провідність розчинів сильних електролітів
Сильні електроліти внаслідок повної дисоціації не підлягають закону діючих мас. Еквівалентна електрична провідність сильних електролітів відрізняється від такої слабких електролітів не тільки значе
Методика виміру електричної провідності
Схему приладу для визначення опору провідника наведено на рис.4.3. Вона принципово не відрізняється від схеми моста для вимірювання опору провідників першого роду. Перша відмінність схеми полягає в
Порядок виконання роботи
1. Визначення сталої посудини проводять за допомогою 0,02 н розчину КСl, питомий опір якого відомий. В посудину, попередньо промиту цим же розчином наливають його стільки, щоб рівень рідини на 3–5
Опрацювання результатів
1. Розраховують питому електропровідність розчинів слабких електролітів
(4.14)
2. За формулами (4.4), (4.
Опрацювання результатів
1. За формулами (4.14) та (4.4) обчислюють питому та еквівалентну електропровідність.
2. Одержані дані заносять до табл. 3.
Таблиця 3
Оцінка похибки вимірювань
1. В загальну похибку входить відносна похибка вимірів електропровідності, яка дорівнює:
, (4.15)
де DR – абсолютн
Питання для самоперевірки
2. Охарактеризуйте типи провідників.
3. Чим відрізняються сильні електроліти від слабких?
4. Що називають питомою електричною провідністю розчину? Як змінюється її значення з конц
Теоретичні відомості
Електрохімія вивчає закономірності перетворення енергії хімічних реакцій в електричну при збереженні загального енергетичного балансу. Таке перетворення практично реалізується для електрохімічних с
Порядок виконання роботи
1. Складають гальванічний ланцюг, використовуючи два напівелементи з електродів першого роду, на прикладі елементу Даніеля-Якобі, підключають його до мультиметра і вимірюють ЕРС.
2. Запису
Теоретичні відомості
Хімічна кінетика вивчає швидкість проходження хімічних реакцій та залежність її від різноманітних чинників – концентрації реагуючих речовин, температури, впливу каталізаторів тощо.
Порядок виконання роботи
1. Приготувати у склянці об’ємом 50 мл 20 г розчину сахарози заданої концентрації.
2. До 20 мл розчину сахарози додати 20 мл 2 н розчину соляної кислоти. Попередньо ополіскуючи поляриметри
Порядок виконання роботи
1. У склянку налити 400 мл дистильованої води і поставити на столик магнітної мішалки.
2. Відрегулювати швидкість перемішування води у склянці (глибина повітряної воронки повинна не переве
Опрацювання результатів
Константу швидкості даної реакції розраховують за формулою:
, (6.18)
Питання для самоперевірки
1. Дайте визначення швидкості хімічної реакції?
2. Сформулюйте закон дії мас.
3. Що таке кінетичне рівняння реакції в загальному вигляді?
4. У чому полягає фізичний зміст
Теоретичні відомості
Поверхневий натяг (s) – це робота, яку необхідно витратити для утворення 1м2 нової поверхні розділу фаз, або еквівалентна їй вільна енергія, що припадає на 1м
Характеристики ПАР
Речовина
Молекулярна маса
М, а.од.м.
Густина
d1·10-6, г/м3
Вихідна концентра
Поверхневий натяг розчинів оцтової кислоти
№ п/п
Концентрація ПАР
С, моль/л
Кількість краплин рідини n, шт.
Поверхневий натяг σ·103, Дж/м2
Теоретичні відомості
Адсорбція – це процес накопичення молекул розчиненої речовини або газу на поверхні поділу фаз. Він супроводжується енергетичною зміною системи – виділенням або поглинанн
Порядок виконання роботи
1. Для виконання роботи готується розчин будь-якої органічної кислоти п¢яти різних концентрацій послідовним розведенням вдвічі. Початкові концентрації для кислот: оцтової – 0,2 – 0,4 Н, маслян
Результати розрахунку адсорбції на межі поділу тверде тіло – рідина
Номери
колб
Концентрація розчину,
моль/л
Адсорбція
Г, моль/г
Відношення
Со/Г, г/л
Теоретичні відомості
Колоїдними розчинами, або ліозолями, називають дисперсні системи, що складаються з дисперсної фази з частинками розміром 10-7 – 10-9м і рідкого дисперсі
Будова колоїдної частинки
Колоїдні розчини або ліозолі складаються з міцел (твердої дисперсної фази, навколо якої існує ПЕШ) та безперервного дисперсійного середовища, у якому містяться міцели, що рухаються внаслідок
Одержання гідрозолю гідроксиду заліза гідролізом хлорного заліза за Крекке
В конічній пробірці нагрійте до кипіння 85 мл дистильованої води. Відміряйте піпеткою 15 мл 2%-го розчину хлорид заліза і невеликими порціями вилийте в кип’ячу воду. Кип’ятіння продовжуйте ще 2-3 х
Теоретичні відомості
На властивості колоїдних розчинів суттєво впливають потенціали, які класифікуються на міжфазний φ-потенціал та електрокінетичний ζ–потенціал. Міжфазний φ-потенціал зм
Порядок виконання роботи
1. Заповнити прилад Бертона (див. рис. 10.1):
a) в U-подібну трубку залити бокову рідину приблизно на половину об’єму приладу;
b) відкривши кран, при
Опрацювання результатів
Електрокінетичний, або ζ-потенціал розраховують за рівнянням (10.1), використовуючи рівняння (10.2) і (10.3) для визначення електрофоретичної рухливості.
У загальну по
Теоретичні відомості
Під стійкістю дисперсних систем розуміють сталість у часі її стану та основних властивостей: дисперсності, рівномірного розподілення частинок дисперсної фази у об’ємі дисперсійного
Результати дослідження коагуляції золю гідроксиду заліза
Електроліт
Концент-рація С, моль/л
Серія розведення
перша
друга
KCl
K
Оцінка похибки вимірювань
Загальна похибка проведення експерименту
.
При розведенні електролітів використовують градуйовану піпетку
Теоретичні відомості
Високомолекулярні сполуки (ВМС) отримали свою назву завдяки великій величині їхньої молекулярної маси, яка відрізняє їх від низькомолекулярних сполук (НМС). До високомолекуля
Ваговим методом
Загальний час від початку набухання
t, хв.
Маса платівки до часу t,
mt, мг
Ступінь набухання
В розчинах з різним значенням рН ваговим методом
Загальний час від початку набухання
t, хв.
Маса платівки до часу t,
mt, мг
Ступінь набухання
Залежність граничного набухання желатину від рН розчину
№
Дані
Концентрація соляної кислоти
(нормальність)
Буферні суміші
10-1
Залежність граничного ступеня набухання желатину від рН розчину
№
Дані
Концентрація соляної кислоти
(нормальність)
Буферні суміші
10-1
Теоретичні відомості
Зв`язаною вважається вода, розташована на межі поділу фаз і приєднана до макромолекул ВМС за механізмом водневого зв’язку. Гідрофільними називають ВМС, що утворюють водневий
Оцінка похибки вимірювань
Загальна похибка визначення гідрофільності складатиметься з похибок:
вимірювання концентрації розчину цукрози рефрактометром
± 0,2 %×2 = 0,4 %;
вагових вимірів техн
Новости и инфо для студентов