Energy electricity 에너지 전기

イオン伝導率を決める因子

  • 数→濃度×解離度←強電解質は1
  • 速度→液の粘度(みかけ)

↑コールラッシュのイオン独立運動の法則

速度→増加

速度→低下

縦軸をモル伝導率、横軸を濃度Cのグラフを作成すると、理想的な強電解質は横軸に水平である。一方、現実的な強電解質は右下がりにずれた曲線になる。強電解質は、あくまでも完全解離である。ではなぜ、強電解質であるにもかかわらず、電解質濃度が増加すると、「モル電気電導率(大文字のラムダ)」が低下するのか。イオン伝導率を決める因子(数と速度)が重要になってくる。また、独立した∞に薄めたカチオンと∞に薄めたアニオンを足し、相互作用になり反発し合う∞に希釈されているイオンはコールラッシュのイオン独立運動の法則を示すことができる。すなわち、ある塩MmXnの無限希釈におけるモル伝導率(極限モル伝導率)をΛとすると、これは陽イオンMに対して定められる定数λM∞と陰イオンXに対して定められる定数λX∞を用いるとΛ∞ = mλM∞ + nλX{\displaystyle \Lambda _{\infty }=m\lambda _{M\infty }+n\lambda _{X\infty }}となる。そして、有限の速度だと斥力と引力の関係より濃度が大きくなると速度は低下する。したがって強電解質でなく速度が低下しているのだ。以上から強電解質は、濃度の増加に伴って徐々に解離度が低下し、それにより溶液中のイオンの割合が徐々に低下することで、電気伝導性が低下する。これらのことから、モル伝導率の変化には、解離度が関与していると考えられる。ここで同じく縦軸をモル伝導率、横軸は濃度の平方根のグラフを用いる。強電解質は右下がりの直線になる(コールラウシュの兵法則)。この切片は無限希釈時のλラムダだ。よって無限希釈状態では,強電解質でも弱電解質でも完全に解離している(解離度 a = 1 )とみなせることができる。同じくイオンより電解質が電離する割合が高いことから(塩基)か強酸(強塩基)だと判断できる。

イオンの輸率と移動度

一般的にカチオンの輸率とアニオンの輸率は異なっている場合が多い。すなわち、カチオンとアニオンの移動速度は、一般的に異なっている、と言える。この時、電気分解を行うと、どのような結果になるか?教科書のそれぞれの式(⒈17~⒈22)より-極ではt₋のHCl濃度が減少し、+極ではt₊のHCl濃度が減少する。ここでt₊(H⁺)>t₋(Cl⁻)よりt̠は小さくなり、t₊は大きくなる。この結果よりカチオンとアニオンの輸率が異なる場合は、電荷分解をすると電気的中性原理は保たれる。ただし濃度は勾配ができる。この原理によって輸率が分かるのである。

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