Elektr o‘tkazuvchanlik. Solishtirma va ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik

Elektr o‘tkazuvchanlik. Solishtirma va ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik

Nazariy qism
O‘zgarmas kuchlanish ta’siri ostida moddalarning elektr tokini o‘tkazish xususiyatiga elektr o‘tkazuvchanlik deyiladi. Bu kattalikni texnikada o‘tkazgich qarshiligiga teskari kattalik deyiladi va quyidagicha ifodalanadi:
_(II.1)
bu yerda: R-qarshilik, l-o‘tkazgich uzunligi S-o‘tkazgichning ko‘ndalang kesimi yuzasi, q-proporsionallik koeffitsiyenti bo‘lib, solishtirma qarshilik deyiladi.
Solishtirma qarshilik bu ko‘ndalang kesimi yuzasi 1 sm² va uzunligi 1sm bo‘lgan o‘tkazgichning qarshiligidir. Solishtirma qarshilikka teskari kattalik solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik deyiladi va quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
(II.2)
bu yerda: - solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik bo‘lib, yuzasi 1 sm² va uzunligi 1 sm bo‘lgan idishdagi elektrolitning elektr o‘tkazuvchanligiga tengdir.
Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik elektrolit tabiatigi, uning konsentratsiyasiga, haroratga bog‘liq. Elektrolitlarning elektr o‘tkazuvchanligi harorat ko‘tarilishi bilan ortadi. Bunday bog‘liqliqqa ionlarning solvatlanish darajasi va erituvchi qovushqoqligining pasayishi sabab bo‘ladi.
Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikning ba’zi elektrolitlar eritmalari konsentratsiyalariga bog‘liqligi 24-rasmga keltirilgan. Kuchli va kuchsiz elektrolitlarning konsentratsiyalari oshishi bilan eritmada ionlar soni ortadi. Bu esa suyultirilgan eritmalarda solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik konsentratsiyaga chiziqli bog‘liqligini ko‘rsatadi. Kuchsiz elektrolitlar eritmalarida α << 1 bo‘lganligi uchun solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik sekin ortadi. Eritmada konsentratsiya oshishi bilan elektroforetik va relaksatsion effektlar hisobida solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikning oshishi sekinlashib, muayyan qiymatdan so‘ng kamayadi (rasm-24).
Elektrolit eritmalarining elektr o‘tkazuvchanligi tashqi elektr maydoni ta’siri ostida erigan moddalarning dissotsilanishi va natijada hosil bo‘lgan ionlarning migratsiyasiga asoslangan. Tashqi elektr maydoni ta’siri ostida elektrolit eritmalaridagi ionlar maydon bo‘ylab harakatda bo‘lib elektr tokini hosil qiladi.

Rasm-24. Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikning konsentratsiyaga bog‘liqligi.
Ko‘ndalang kesimi 1sm² va uzunligi 1m bo‘lgan o‘tkazgich uchun tok zichligi quyidagiga teng:
(II.3)
bu yerda: E-kuchlanish, q–qarshilik. Faradey qonunidan foydalanib, o‘tkazgich orqali 1 sekund ichida o‘tgan tok kuchini hisoblash mumkin va u quyidagiga teng bo‘ladi.
(II.4)
1 sekund ichida 1sm² yuza orqali elektr maydoni ta’siri ostida alohida olingan ionlar uchun quyidagicha ifodalanadi:
(II.5)
bu yerda: c va c mos ravishda ionlar konsentratsiyasi, u₊ va u_- kation va anionlar harakatining absolyut tezliklari.
(II.6)
formuladan
(II.7)
kelib chikadi.
Oxirgi formuladan solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikning ionlar konsentratsiyasiga va ular harakatchanligining absolyut tezligiga to‘g‘ri proporsionalligi kelib chiqadi. Shunday qilib, solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik elektrolit eritmalaridagi ionlar konsentratsiyalari funksiyasidir.
1-1 valentli elektrolitlar uchun solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik
(II.8)
ga teng bo‘ladi, bu yerda - elektrolitning dissotsilanish darajasi, c-eritma konsentratsiyasi.
Ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik bu bir - biridan 1 sm masofada turgan ikki elektrod orasidagi 1g–ekv elektrolit bo‘lgan eritmaning elektr o‘tkazuvchanligidir. Bu kattalik ekvivalent konsentratsiyaga teskari qiymatni qabul qiladi.
V =1/c bo‘lganligi sababli ga teng bo‘ladi.
Agar eritma molyar konsentratsiya orqali ifodalansa, ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:
= (II.9)
formuladan
(II.10)
kelib chiqadi.
- ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik bo‘lganligi sababli dan farqli o‘laroq elektrolit valentligiga bog‘liq bo‘lmaydi. 1 bo‘lganligidan, α→0 holatda, ya’ni eritma cheksiz suyultirilgan vaqtda ning qiymati o‘shadi va max qiymatga ega bo‘ladi. Bunday holat - cheksiz suyultirilgan eritmalarning ekvivalent elektr o‘tkazuvchanligi deyiladi va quyidagicha ifodalanadi:
_(II.11)
va
(II.12)
formulalardan
(II.13)
kelib chiqadi. Bu tenglamadan va larning bir - biriga bog‘liqligi -ga tengligi kelib chiqadi. Kuchli elektrolitlarda bo‘lganligi sababli, suyultirish jarayonida ionlar orasidagi masofa ortadi, o‘zaro ta’sir kuchi kamayadi va cheksiz suyultirilgan holatda = max ga ega bo‘ladi. Kuchli va kuchsiz elektrolitlar ekvivalent elektr o‘tkazuvchanliklarining eritma konsentratsiyasiga va suyultirishga bog‘liqliklarining grafik ko‘rinishlari 25-rasmda keltirilgan.

Rasm-25.Kuchli va kuchsiz elektrolitlar ekvivalent elektr o‘tkazuvchanliklarining eritma konsentratsiyasiga va suyultirishga bog‘liqliklari.
Suyultirilgan eritmalar uchun ning konsentratsiyaga bog‘liqligi Kolraushning emperik formulasi orqali yoziladi.
(II.14)
bu yerda: a – ionlar orasidagi o‘rtacha diametr.