رسانایی محلول ها

مقدمه:

ضروریست که قبل از پرداختن به مسئله ی هدایت الکتریسیته از میان محلول الکترولیتی، حداقل شرایط را توصیف کنیم. مقاومت الکتریکی به وسیله ی نماد R نشان داده می شود و اندازه ی آن بر حسب اُهم است که در واحد SI برابر با kgm² / S³A² می باشد. مقاومت الکتریکی ارتباط مستقیم با طول و ارتباط معکوس با سطح مقطع اجسام دارد.

رسانایی محلول های الکترولیتی:

واحد رسانایی در SI، زیمنس است که به وسیله ی نماد S نشان داده می شود و برابر با عکس آُهم ( ohm^-1 ) می باشد. دقیقا نقطه ی مقابل مقاومت ویژه، رسانایی یا رسانندگی نامیده می شود. هدایت الکتریسیته از میان فلزات، رسانایی الکتریکی یا رسانایی فلزی نامیده می شود که این مسئله به علت حرکت الکترون ها ایجاد می شود.

هدایت الکتریسیته به عوامل زیر بستگی دارد:

اندازه گیری رسانایی محلول یونی:

اندازه گیری مقاومت یک محلول یونی با دو مشکل مواجه است:

- عبور جریان مستقیم، ترکیب محلول را تغییر می دهد.

- محلول ها نمی توانند به سیم فلزی متصل شوند.

اولین مسئله را با استفاده از یک منبع قوی جریان متناوب حل می کنیم. مسئله ی دوم نیز با بکارگیری ظرف طراحی شده ی ویژه ای به نام سلول رسانندگی ( رسانایی ) رفع می شود.

تفاوت رسانایی و رسانایی (هدایت) مولی با غلظت:

رسانایی الکترولیتی و رسانایی مولی هر دو با جذب الکترولیت تبدیل و تغییر شکل می یابند. در هر دو، برای الکترولیت های قوی و ضعیف با کاهش غلظت، رسانایی نیز کاهش می یابد.

این مسئله را می توان این گونه توجیه کرد که در واقع با کاهش غلظت به سمت محلول رقیق حرکت می کنیم و در این جا چون تعداد یون های در واحد حجم که در محلول حامل جریان الکتریسیته هستند، کاهش می یابد(با رقیق کردن محلول) بنابراین رسانایی نیز کاهش یافته است.

رسانایی الکترولیتی از یک واحد حجم محلول در بین دو الکترود پلاتینی با سطح مقطع A تعیین می شود. رسانایی مولی محلول در غلظت معین، در واقع رسانایی حجم محلول (V) شامل یک مول از الکترولیت است که در بین دو الکترود با سطح مقطع A واقع شده که با فاصله ی L از یکدیگر قرار دارند.

تصاویر زیر مربوط به اتصالات دستگاه رسانندگی سنج الکترولیت می باشد که در آزمایشگاه تهیه شده است.

تصویر زیر مربوط به محلول های الکترولیت ضعیف و غیر الکترولیت است.

تصویر b در سمت چپ، محلول استیک اسید است که یک الکترولیت ضعیف را نشان می دهد و چون محلول آن دارای تعداد یون های کمی است، بنابراین همانند الکترولیت قوی جریان را به خوبی هدایت نمی کند. پس لامپ روشنایی کمی را تولید می کند.

اما تصویر c در سمت راست، محلول ساکارز که غیر الکترولیت است را نشان می دهد. چون در این جا اصلا در محلول، یونی وجود ندارد و ماده به شکل مولکولی در محلول می باشد، بنابراین هیچ جریانی از محلول عبور نمی کند و در نتیجه لامپ خاموش باقی می ماند.

جهت یادگیری بیشتر آزمایش زیر را انجام دهید.

دستورالعمل:

- در قسمت Solutions می توانید نوع محلول را تعیین کنید.

- در قسمت Volume، حجم محلول را بر حسب میلی لیتر تعیین می کنیم.

- در قسمت Weight، وزن ماده را بر حسب گرم در نظر می گیریم.

- با کلیک بر روی Connect نتیجه ی آزمایش را مشاهده می کنیم.

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه و تنظیم: طیبه موسیوند