25. Электрическая проводимость растворов электролитов: удельная и молярная. Зависимость Кольрауша. Коэффициент электропроводности и степень диссоциации.

При создании электрического поля в электролите возникает направленное движение ионов, создающее некоторую плотность тока: j=n₁q₁v₁+ n₂q₂v₂, n₁, n₂ – число молей разного знака в 1см³, q₁,q₂ – заряды ионов, v₁, v₂ – скорость дрейфа ионов см/с . Скорость дрейфа ионов зависит от падения потенциала: v= ,  - абсолютная скорость движения иона, смВ^-1,Е – разность потенциалов, В, l – расстояние между электродами, см. Если подставить значения скоростей в уравнение плотности тока и разделить его на падение потенциала, то получим величину удельной электропроводности (проводимость 1 см³ раствора): = = n₁q₁₁+ n₂q₂₂, где ρ – удельное сопротивление, Омсм,  - удельная электропроводимость, (Омсм)^-1. Величина удельной проводимости для раствора бинарного электролита, заряд катиона которого равен заряду аниона(Z₊=Z_-=Z) при концентрации С и степени диссоциации : =ZFC(u₊+u_-), где F – постоянная Фарадея (F=eNa=96485 Кл/моль). Для исследования поведения ионов в растворе удобно использовать молярную электрическую проводимость  раствора. Она характеризует проводящую способность всех ионов, образующихся при диссоциации 1 моль электролита в растворе данной концентрации, помещенном между двумя параллельными электродами одинаковой формы и площади, расстояние между которыми равно 1м. =V= =ZF(u₊+u_-). С уменьшением концентрации молярная электрическая проводимость как сильных, так и слабых электролитов возрастает и стремится к предельному значению ^∞. Эта величина отвечает электрической проводимости гипотетически бесконечно разбавленного раствора, характеризующегося полной диссоциацией электролита и отсутствием сил электростатического взаимодействия между ионами.Закон Кольрауша: ^∞ =ZF(u₊^∞ +u_-^∞ )=₊^∞+_-^∞. ₊^∞,_-^∞ - предельные молярные электрические проводимости катиона и аниона. Молярная электропроводность и предельная молярная электропроводность связаны соотношением: (u₊+u_-)/(u₊^∞ +u_-^∞ )=f_, где f_ - коэффициент электрической проводимости. Для сильных электролитов, диссоциирующих полностью, =1 и f_= . Коэффициент электрической проводимости является мерой электростатических взаимодействий ионов. В растворах слабых электролитов электрические подвижности ионов практически не зависят от концентрации, так как межионные взаимодействия значительно слабее, чем в растворах сильных электролитов, т.е. f_=1 и . Это соотношение, называемое уравнением Аррениуса, используют для определения степени диссоциации  слабого электролита по измерениям электропроводности.

26. Равновесие в водных растворах слабых электролитов. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидрооксидный показатели.

Если в раствор, содержащий плохо диссоциирующий или слабый электролит, ввести другой электролит, имеющий с первым общий ион, то степень диссоциации первоначально взятого электролита становится еще меньше.Наиболее распространенный природный растворитель, вода, представляет собой слабый электролит, степень ее диссоциации 210^-9, чистая вода практически не проводит электрический ток. Однако не все ионные равновесия в водных растворах присутствие ионов Н⁺ и ОН^—оказывает влияние. Полярные молекулы воды могут диссоциировать, проявляя при этом свою амфотерность: Н₂О Н⁺+ОН^--. Запишем константу диссоциации для воды: K= =const, T=const. Учитывая ничтожно малую степень диссоциации воды, мы можем считать концентрацию воды постоянной и тогда: К_Н2О= = const, T=const. Произведение ионов называют ионном произведением воды. При температуре 298К rG⁰=80 кДж/моль, К_Н2О=10^-14. Для указания концентрации ионов водорода в растворе используют водородный показатель: рН= – lg[H⁺], а для обозначения концентрации ионов гидроксида – гидрооксидный показатель: рОН= – lg[ОH^-]. При температуре Т=298К

рН+ рОН=14, поэтому в чистой воде: =10^-7моль/л, следовательно, рН=рОН=7; в кислотной среде , рН<7, a рОН>7; в щелочных растворах: , рН>7, a рОН<7.