I./9 Kémiai egyensúly I./10 Egyensúlyi elektrokémia

Hasonló dokumentumok
III. Változás. I./9 Kémiai egyensúly I./10 Egyensúlyi elektrokémia

Példák a hasonlóságra és különbözőségre:

Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

HOMOGÉN DINAMIKUS ELEKTROKÉMIA. Az elektrokémia áttekintése. I. Az elektrolitoldatok vezetése. I. Az elektrolitoldatok vezetése. II.

Transzportfolyamatok

Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Transzportfolyamatok

Tiszta anyagok fázisátmenetei

Reakciókinetika és katalízis

Transzportjelenségek

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Fázisok. Fizikai kémia előadások 3. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. Fázisok

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Reológia Mérési technikák

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

1. Híg karbamid-oldat fagyáspontcsökkenésének meghatározása. Előkészítő előadás

Diffúzió 2003 március 28

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

BIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS

VEGYIPARI ALAPISMERETEK

Kiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

a) Az első esetben emelési és súrlódási munkát kell végeznünk: d A

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Orvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

5 = nr. nrt V. p = p p T T. R p TISZTA FÁZISOK TERMODINAMIKAI FÜGGVÉNYEI IDEÁLIS GÁZOK. Állapotegyenletbl levezethet mennyiségek. Az állapotegyenlet:

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

Termodinamika (Hőtan)

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai és megoldásai fizikából. II.

Hullámtan. A hullám fogalma. A hullámok osztályozása.

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

5. Pontrendszerek mechanikája. A kontinuumok Euler-féle leírása. Tömegmérleg. Bernoulli-egyenlet. Hidrosztatika. Felhajtóerő és Arhimédesz törvénye.

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. TRANSZPORTFOLYAMATOK biológiai rendszerekben.

Általános Kémia, 2008 tavasz

A rezgések dinamikai vizsgálata, a rezgések kialakulásának feltételei

f = n - F ELTE II. Fizikus 2005/2006 I. félév

Oktatási Hivatal. A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

OZMÓZIS. BIOFIZIKA I Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

1. Az ionizáló sugárzások és. az anyag kölcsönhatása. Prefixumok. levegőben (átlagosan) 1 ionpár keltéséhez 34 ev = 5.4 aj energia szükséges

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Az elektrokémia áttekintése

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

körsugár kapcsolata: 4 s R 8 m. Az egyenletből a B test pályakörének sugara:

Jegyzőkönyv. Konduktometria. Ungvárainé Dr. Nagy Zsuzsanna

2.9. Az egyszerű, tiszta anyagok fázisátalakulásai

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Orvosi Fizika 13. Bari Ferenc egyetemi tanár SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

IV. A STATISZTIKUS FIZIKA ELEMEI

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló. Javítási-értékelési útmutató

Az elektrokémia áttekintése

Szemcsés szilárd anyag porozitásának mérése. A sűrűség ismert definíciója szerint meghatározásához az anyag tömegét és térfogatát kell ismernünk:

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A szinuszosan váltakozó feszültség és áram

Folyadékok és gázok mechanikája

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Kémiai reakciók sebessége

1. A hőszigetelés elmélete

TÁMOP F-14/1/KONV Élelmiszeripari műveletek gyakorlati alkalmazásai

Sók oldékonysági szorzatának és oldáshőjének meghatározása vezetés méréssel

Bevezető fizika (infó), 3. feladatsor Dinamika 2. és Statika

Visy Csaba Kredit 4 Heti óraszám 3 típus AJÁNLOTT IRODALOM. P. W. Atkins: Fizikai kémia I.

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

Elektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

A magnetosztatika törvényei anyag jelenlétében

Az enzimkinetika alapjai

Az α értékének változtatásakor tanulmányozzuk az y-x görbe alakját. 2 ahol K=10

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Átírás:

Miként jut a rendszer egyensúlyba? I./9 Kéiai egyensúly I./ Egyensúlyi elektrokéia III./4 Molekulák ozgásban fizikai változások, ne reaktív rendszerek III./5-8 A kéiai reakciók sebessége, echanizusa, olekuláris dinaikája, folyaatok szilárd felületeken, fotokéia... innentől reaktív rendszerek (következő félév) III./9 Dinaikus elektrokéia Különféle halazállapotok (fázisok) és ezek jellezése, hasonlóságok és különbözőségek Transzportfolyaatok Diffúzió: anyagtranszport Hővezetés: energiatranszport Viszkozitás: ipulzustranszport Gázok, kinetikus gázelélet Effúzió Ebből következik: a olekulák ozgása és ennek akroszkopikus következényei jelentősen különböznek a háro fázisban, de sok közös vonással is bírnak. Példák a hasonlóságra és különbözőségre: a diffúzió és a hővezetés indháro halazállapotban (fázisban) fellépő jelenség: a c, illetve T gradiens kiegyenlítődése olekuláris szintű transzport (ne akroszkopikus konvekció) révén; azonos jellegű egyenlettel írhatók le. a viszkozitás (folyás) csak fluid (gáz- és folyadékfázisban) lép fel, kristályokban ne az ionvezetés: csak elektroos erőtér-gradiens (azaz feszültség) hatására, csak oldatokban és olvadékokban jön létre. Szilárd fázisban elektronvezetés van, gázban nincs vezetés, csak kisülés. Példák a hasonlóságra és különbözőségre: a nyoás: gázfázisban: a olekulák kinetikus energiája nagy, a falon ütközve ipulzusok változik, ez okozza az edény inden falán fellépő nyoást (alul, oldalt és felül is!) Ez külső erőtér nélkül is létezik, pl. az űrhajókban. folyadékfázisban: a olekulák kinetikus energiája ár kicsi, ez közvetlenül ne okoz nyoást, de gravitációs erőtérben a folyadék súlya az edény alján nyoást okoz, ait a olekulák ozgása átvisz az edény oldalfalára is. szilárd fázisban: csak a gravitáció okozta súly eredényez nyoást, s csak az test alsó falán. Adott halazállapotú rendszerek csoportosítása: külső erőtértől entes állapotban. Ezen belül: T, p, c tekintetében hoogének (egyensúly!) T, p, c tekintetében inhoogének, azaz bennük T, p, c vagy pl. sűrűséggradiens van. Ekkor μ kiegyenlítődési (transzport) folyaatok indulnak el (hővezetés, diffúzió, viszkozitás, konvekció, keveredés, nyoáshullá). külső erőtérben (inhoogén nyoás, gravitáció, elektroos, ágneses erőtér ) Ekkor halazállapottól is függő változások ennek végbe: V, p változás, alakváltozás, folyás, áralás, sűrűségeloszlás, elektroos vezetés

Molekulák ozgásban Isét az egyszerű rendszerekkel kezdjük: fizikai jelenségeket tárgyalunk, elyekben nincsenek kéiai változások (transzportjelenségek vagy transzportfolyaatok, ne reaktív rendszerek) ezt követően tárgyaljuk a kéiai változásokat (reakciók, reaktív rendszerek) beleértve a dinaikus elektrokéiát.. Megfogalazzuk a jelenséget, egérjük a fenoenológikus viselkedést, felírjuk az egyenleteket,. ajd egyszerű odellek segítségével a olekulák ozgásával értelezzük azokat. Transzportjelenségek Jelenség -gradiens -transzport Diffúzió Koncentráció- Anyag- Hővezetés Hőérséklet- Energia- Viszkozitás Sebesség- Ipulzus- Elekrolitvezetés Elektroos potenciál- Töltés- A transzportjelenségek elvileg indháro fázisban egvalósulnak, bár néhány kivétel van (gázban, szilárd fázisban nincs elektrolitvezetés). Itt csak a olekulák vannak ozgásban, a rendszer vagy akroszkopikus részei nincsenek: se konvekcióval, se kever(ed)éssel ne száolunk. Transzportfolyaatok Diffúzió: részecsketranszport Hővezetés: energiatranszport Elektrolitos vezetés: töltéstranszport Viszkozitás: ipulzustranszport Transzportfolyaatok A transzportjelenségek közös fogalai: gradiens: valaely paraéter (T, c, E...) ne egyenletes, inhoogén eloszlása a térben, annak legalább egy iránya ( tengelye ) entén. fluxus: egy adott sajátság (, v...) vándorlásának jellezője annak egységnyi felületen, egységnyi idő alatt áthaladt ennyisége. Jele: J(anyag, töltés stb.). dn J anyag dz N: részecskesűrűség (részecskék száa egységnyi térfogatban) Diffúzió: anyagtranszport (olekuláris szinten) dn [J]: (db) - s - anyagfluxus J anyag D [D]: s - diffúziós együttható dz dn/dz: (db) -4 koncentrációgradiens Fick I. törvénye: az anyagfluxus arányos a koncentrációgradienssel. A koncentrációkülönbség értelezhető a kéiai potenciál különbségeként is (ivel μ függ c-től), itt a μ kiegyenlítődése (azaz az egyensúly elérése) diffúzióval történik. Gyakorlati jelentősége: pl. anyagozgások a talajban. Konvekció és folyás: akroszkopikus! Hővezetés: energiatranszport dt [J]: J - s - energiafluxus J energia [κ]: J K dz - - s - hővezetési együttható dt/dz: K - hőérsékleti gradiens Fick I. törvényéhez hasonlóan: az energiafluxus arányos a dt/dz hőérsékletgradienssel. Jó hővezetők: féek (Ag, Cu, Au, Al), árvány, gyéánt Jó hőszigetelők: vákuu, CO, pehelytoll, űanyag, fa Egy gyakorlati jelentőség: házak (falak, üvegek) hőszigetelése. Megkülönböztetünk olekuláris hővezetést, akroszkopikus (konvektív) hőáralást és fotonok hordozta hősugárzást.

Viszkozitás (folyás): ipulzustranszport J ipulzus z dvx dz x: a folyadék és az ipulzus eredeti haladási iránya z: a súrlódás révén az ipulzus ebben az x-re erőleges z irányban transzportálódik. [J]: kg - s - ipulzusfluxus [η]: kg - s - viszkozitás(i együttható) P (poise) =, kg - s - dv x /dz: s - sebességgradiens Adatok gázokra: Diffúziós együtthatók: -4 s - Hővezetési együtthatók:,-, J K - - s - Viszkozitások: - -5 kg - s - a transzportegyenletek, azon belül az együtthatók értelezése olekuláris odellezéssel. A fenoenológikus leírás (az egyenletek alakja) ne, de az egyes rendszerek tulajdonságai, és így a egfontolások, a odellek ár függenek a rendszer halazállapotától. Kinetikus gázelélet Molekulák gradiensentes gáztérben (akroszkópos egyensúly). A gázrészecskék ( töegpontok) szüntelen, véletlenszerű, egyenes vonalú, egyenletes (ne gyorsuló) ozgása és rugalas (alakváltozás-entes) ütközések. A gázrészecskéknek csak töege és v sebessége száít, így ipulzusuk, kinetikus energiájuk van (inőség, éret, alak, szerkezet, orientáció elhanyagolható). Más jelenségekhez is ezt az egyszerű odellt finoítjuk. Reális gázok viselkedéséhez a olekulák közötti vonzó/taszító erőket és saját térfogatukat is figyelebe vesszük (van der Waals-egyenlet). Maxwell Boltzan-eloszlás (E a értelezéséhez). Kinetikus gázelélet A kinetikus gázelélet (többek között) értelezi a gáznyoást a (kis) edény falán: töegű, v sebességű, v ipulzusú részecskék rugalasan (alakváltozás nélkül) ütköznek a falon, ipulzusváltozásuk (+v-ből v lesz) eredényezi a nyoást, ai a teljes gáztérben egyenletes. pv nmv 3 A folyadékot tartalazó edényben fellépő nyoást a Föld gravitációs erőterében a folyadékrészecskék súlya, s ne transzlációs ozgása okozza. Ilyen nyoás az űrben (gravitációs tér = ) ne lép fel, gáznyoás viszont ott is van. Kinetikus gázelélet részeredényei: k T Közepes szabad úthossz: B p σ: ütközési hatáskeresztetszet A p és T hatása λ-ra a képletben kiegyenlíti egyást. Az töegű (azaz M=N A óltöegű) részecske / / átlagsebessége: 8kBT 8RT c M Az átlagsebesség egyenesen arányos T / -vel, és fordítva arányos M / -vel. p Ütközési fluxus: Z w / k BT Z w : az ütközések száa egységnyi felületen, egységnyi idő alatt 3

Effúzió jelensége, törvénye és értelezése Effúzió: a gáz az edényből kis lyukon át a külső vákuuba lassan távozik (a lyukas autógui leereszt: ne durrdefekt!). [A vákuu viszonylagos, lényeg az egyirányú effúzió.] Graha-féle effúziós törvény: az effúzió sebessége fordítva arányos a oláris töeg négyzetével (korábban óltöeg eghatározásra is használták): effúzió sebessége A aradó gáz töegének érésével a folyaat egyszerűen és jól követhető. Az effúzió sebessége az ütközési szá (Z w ) és A lyuk felület szorzatából közvetlenül adódik: pao pao N A effúzió sebessége Z wao / / k T MRT B M Effúzió hasznosítása A nyoás az effúziós karában időben exponenciálisan / csökken: t / V p pe, ahol k T B A Kevésbé illékony anyagok gőznyoásának eghatározása az effúzió időbeli követésével: ez fontos pl. vékony fébevonatok párologtatásos előállításakor. A féet az effúziós karában agasabb T-n tartják. A fé párolgása pótolja az effúziós kiáralást, a Δt idő alatti Δ töegveszteség jól érhető: / RT p M A t o A gáznyoás inhoogenitása külső erőtérben: Erőtérben (pl. a Föld gravitációs erőterében) nagyobb dienziókban (pl. az atoszférában) ár ne egyenletes, hane felfelé exponenciálisan csökken a nyoás. Ezt a könnyen levezethető és kiérhető ún. baroetrikus forula írja le: p p e Mgh RT Mesterséges gravitációs erőtérben (pl. centrifugában) is előidézhető ez a jelenség, s az így létrejövő M óltöegtől is függő nyoás (azaz koncentráció) - eloszlás tesz lehetővé izotópdúsítást. A diffúzióállandó kiszáítása gázban: N N λ N λ dn N λ dz N J B J dn λ dz 4 c N c J J B 4 dn J z c dz A transzportállandók száítás a kinetikus gázeléletből: diffúziós együttható: hővezetési együttható: viszkozitási együttható: 3 D c 3 cc V, cn 3 A A diffúzióról bővebben: Az F terodinaikai erő fogala: a echanikai erőhöz [dw = F dx] hasonló fogalo. A terodinaikában a axiális netérfogati unka értéke: dw = dμ Ha a kéiai potenciál a helykoordináta függvénye, akkor: μ dw dμ dx x A két egyenlet összevetéséből a kéiai potenciálok különbségéből szárazó terodinaikai erő: μ F' x p,t p,t 4

A diffúzióról bővebben: A koncentrációgradiensből szárazó terodinaikai erő oldott anyagra: μ = μ Ө + RT lna lna Ha az oldat koncentrációja inhoogén: F' RT RT c x Ha az oldat ideális: a c? így: F' c x p,t Az F értéke száítható, pl. kn ol - értékekben. c A diffúzió Fick-féle I. törvénye: J D x A J fluxus arányos az s vándorlási sebességgel (és a c koncentrációval): J = sc J D c DF' Ekkor az F bevonásával: s c c x RT Ebből az s vándorlási sebesség vagy D száolható. p,t A diffúzióról bővebben: zfd Ionvándorlásnál (lásd később) tudjuk: s = εu RT Ebből néhány lépésben kapjuk az Einsteinösszefüggést: urt D zf Ez kapcsolat a jól érhető u ionozgékonyság és a D diffúziós együttható között (ionok esetén). Ebből száraztatható a Nernst Einstein-egyenlet: F zd zd RT és a Stokes Einstein-egyenlet: kbt D 6a hydr A diffúzió időbelisége: a diffúzióegyenlet (Fick II. törvénye) Az adott x helyen bekövetkező koncentrációváltozás időbelisége: c c D t x A diffúzióegyenlet néhány egoldása: A egoldáshoz egy kezdeti feltételt és két perefeltételt kell egadnunk: t = időpontban az x, y síkban a koncentráció N Nincs a rendszerben nyelő A koncentráció indig véges Ilyen a cukor a tea alján odell: térbeni diffúzió D t relatív időskála A diffúzióegyenlet egyik egoldása: x 4Dt ne c / A Dt Koncentráció-eloszlások különböző síkok felett különböző D t relatív időskála értékeknél A diffúzióegyenlet kiterjesztése Csak diffúzió: c c D t x Konvekció és diffúzió: c c c D v t x z z Kéiai reakció, konvekció és diffúzió: c c c D vz kc t x z Hoogén Heterogén Egyensúlyi elektrokéia (áraentes rendszerek) Elektrolitoldatok terodinaikája: elektrolitos disszociáció ionok terodinaikája és aktivitása Galváneleek/galváncellák és elektródok terodinaikája: elektrokéiai cellák cella- és elektródpotenciál elektródok típusai Dinaikus elektrokéia (árajárta rendszerek) Elektrolitok vezetése: elektrolitos vezetés ionozgékonyság Kohlrausch-törvények Elektródfolyaatok kinetikája: csereáraok túlfeszültség Tafel-egyenlet Butler-Voler-egyenlet elektrolízis akkuulátorok 5

Mint transzportjelenség, egyben hoogén dinaikus elektrokéia I. Az elektrolitoldatok vezetése (κ, Λ, Λ o ) - az ionok független vándorlása - Kohlrausch-törvény: Λ = ν + λ + + ν λ II. Erős elektrolitok: - Kohlrausch vezetési törvénye: Λ = Λ o Kc ½ III. Gyenge elektrolitok: (α <, α = Λ /Λ o ) - Ostwald-féle hígítási törvény V. Az ion-ion kölcsönhatások következényei I. Az elektrolitoldatok vezetése Ionvezetés: az Oh-törvény érvényes rá: I U / R el A G vezetés az R el ellenállás reciproka: G / R el T növelésével κ is nő (févezetésnél fordítva van). Oldatban célszerűen: κ fajlagos vezetés: Gl / A GC (l: cellahossz, A: felület, C: cellaállandó) A koncentráció fontos, ezért használjuk a oláris (fajlagos) vezetést is: / c A Λ határértéke a Λ o (végtelen híg oldat oláris fajlagos vezetése). I. Az elektrolitoldatok vezetése A koncentráció fontos, ezért használjuk a oláris (fajlagos) vezetést is: / c A Λ határértéke a Λ o (végtelen híg oldat oláris fajlagos vezetése). Az elektrolit vezetése az ionok vezetéséből adódik össze: ez az ionok független vándorlásának Kohlrausch-féle törvénye: Λ λ + és λ - : a kation és anion saját (egyedi) végtelen híg oldatbeli oláris fajlagos vezetése ν + és ν - : a kation és anion sztöchioetriai száa Cella elektrolitok vezetésének érésére Erős és gyenge elektrolitok vezetésének függése a koncentrációtól II. Erős elektrolitok Fogalo (definíció): az erős elektrolitok oldatában inden koncentrációban gyakorlatilag (közel) teljes a disszociáció, azaz α =. Disszociációfok (α): a disszociált olekulák hányada. Az erős elektrolitok Kohlrausch-féle vezetési törvénye: Λ Λ Kc K: kísérletileg eghatározható állandó; elsősorban az elektrolit összetételétől, és ne a inőségétől függ. III. Gyenge elektrolitok Az α disszociációfok jól tükröződik az adott koncentrációjú oldat Λ, és a végtelen híg oldat Λ o vezetésének viszonyában: Λ Λ c Savi disszociációs állandó: K a Ostwald-féle hígítási törvény: K c a 6

vándorlási sebesség (s) az ionok ozgékonysága (u) közegellenállási tényező (f) ozgékonyság (u) és vezetés (λ) átviteli száok (t + és t - ) átviteli száok eghatározási ódszerei Molekuláris kép: az a hydr sugarú ionok az η viszkozitású közegben az F el elektroos erő hatására felgyorsulnak, de ezt az F fric ellenkező irányú súrlódási erő lefékezi (Stokes-törvény). F el ze Ffric fs 6ahydrs Beáll a stacionárius s egyenletes sebességű ozgás: ze s u f Az ionvándorlás sebessége az ε elektroos térerő és az u ionozgékonyság szorzata. Az u értéke: ze ze u f 6 a hydr Az u ionozgékonyság érése lehetőséget ad az a hydr hidrodinaikai ionsugár eghatározására. Ez a hidratáció/szolvatáció iatt eltér a gázfázisban ért ionsugár értékektől. Az u nagyságrendje: -8 V - s -. Érzékletesebben: 4 oldószerolekula/s. Az (ion)ozgékonyság és a (oláris) vezetés kapcsolata: érthető, hogy inél nagyobb a ozgékonyság, annál nagyobb a vezetés: zuf Ebből végtelen híg oldatra adódik: Λ szietrikus elektrolitra: z u z u F Λ z u u F ze ze u f 6a hydr Átviteli szá Az átviteli szá: az áthaladó ára hányad részét szállítja a vizsgált ion: I t I Érteleszerűen: t + + t - = A végtelen híg oldat átviteli száát kísérleti úton, extrapolációval kapjuk. u Másrészt az ionozgékonyságokból is adódik: t u u Az átviteli száok eghatározási ódszerei: ozgó határfelületek ódszere Hittorf-ódszer (elektródterek koncentrációváltozásának érésével) átviteles galvánele cellapotenciáljának összehasonlítása az átvitel nélküli eleével V. Az ion-ion kölcsönhatás (lásd: Kohlrausch-törvény: Λ Λ Kc ) K A B z ef A 3 RT / qz ef B 4eRT RT / Figyeljük eg ε és η hatását. 7

Debye Hückel Onsager-féle elélet A DebyeHückel-elélet alkalazása ionvezetésre. a oláris fajlagos vezetés függése az ionerősség négyzetgyökétől száított görbék és ért adatok: 8