DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

4. Experimentelle Methoden
4.5.2 KONZENTRATIONSABHÄNGIGKEIT DER ELEKTROLYTLEITFÄHIGKEIT
Literaturdaten zur Konzentrationsabhängigkeit der Leitfähigkeit von Elektrolyten zeigen, dass
mit zunehmender Konzentration die Leitfähigkeit bis zu einem Maximum zunimmt und dann
rasch wieder abfällt. Wäre die Beweglichkeit der Ionen konzentrationsunabhängig, so sollte
gemäß der Gleichung (4.38) die Leitfähigkeit proportional mit der Konzentration zunehmen
und eine durch den Nullpunkt verlaufende Gerade zeigen. In Abbildung 4.14 sind für verschiedene
wässrige Elektrolytlösungen die Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Konzentration
dargestellt. Zunächst steigt die spezifische Leitfähigkeit mit wachsender Konzentration,
allerdings langsamer als es einer Linearität entsprechen würde. In den meisten Fällen geht die
Leitfähigkeit durch ein Maximum, um anschließend wieder auf kleinere Werte abzufallen. Dies
kann bei den hohen Konzentrationen auf die gegenseitige Behinderung der Ionen oder auf
eine unvollständige Dissoziation zurückgeführt werden.
0.8
spezifische Leitfähigkeit σ [Ω -1 cm -1 ]
0.6
0.4
0.2
KCl
NaCl
HCl
KOH
NaOH*
1 / 2
H 2
SO 4
0.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Konzentration c [mol/L]
Abbildung 4.14: Spezifische Leitfähigkeit wässriger Elektrolytlösungen als Funktion der
Konzentration bei 291 K (* bei 288 K) [227]
Ein weiterer Grund, warum die spezifische Leitfähigkeit bei sehr hohen Konzentrationen
deutlich abfällt, ist die Bildung von Assoziaten. Aufgrund starker Coulombkräfte, die bei sehr
kleinen Ionenabständen wirksam werden, lagern sich dabei entgegengesetzt geladene Ionen
zusammen. Damit wirken diese Assoziate nach außen als Neutralteilchen und liefern keinen
Beitrag mehr zur Leitfähigkeit.
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