Leitfähigkeit schwacher Elektrolyte - Institut für Physikalische ...

TU Clausthal Stand 10/01/2007
Institut für Physikalische Chemie
Grundpraktikum 13. LEITFÄHIGKEIT SCHWACHER ELEKTROLYTE
Es bedeuten:
A : Querschnittsfläche
NA : Avogadrozahl
c : Konzentration in mol·cm -3
υ± : Geschwindigkeiten der negativen bzw. positiven Ionen
e : Elementarladung
z± : Ladungszahl der positiven bzw. negativen Ionen
ν± : stöchiometrische Koeffizienten
Die Ladung e · z± ist also ein ganzzahliges Vielfaches der elektrischen Elementarladung. Die
Avogadrozahl ist in Gl. (2) enthalten, weil sie die in einem Mol enthaltende Zahl von Atomen
angibt.
Die Flüssigkeit ist natürlich ungeladen, so dass gelten muss:
v (3)
+ z + = v−
z−
Diese Beziehung bezeichnet man als Elektroneutralitätsbedingung.
Den Quotienten von Ionengeschwindigkeit und Feldstärke
bezeichnet man als Ionenbeweglichkeit.
υ±
= u
E
Man erhält also für die spezifische Leitfähigkeit
±
I
χ = = N A e c ( v+
z+
u+
+ v−
z −u
−)
(5)
E ⋅ q
Die Größe NA · e = F (entspricht dem Betrag der Ladung von 1 Mol Elektronen) bezeichnet man
als Faradaykonstante. Betrachtet man außerdem einen unvollständig dissozierten Elektrolyten,
so erhält man:
Man erhält also für die molare Leitfähigkeit
χ = F ⋅ α ⋅ c ⋅ ( ν + z+
u+
+ ν −z
−u
− )
(6)
χ
Λ = = α ⋅ F ( ν + z+
u+
+ ν − z−u
c
2
−
)
(4)
(7)