VIII. KONDUKTOMETRIE Nápověda

Vodivost (konduktance) G – převrácená hodnota odporu (resistance) R, jednotkou je siemens (S = Ω–1). Odpor mezi elektrodami je nepřímo úměrný koncentraci iontů, je tedy z analytického hlediska výhodnější měřit vodivost G:

Rovnice VIII.1     (VIII.1)

kde ρ je měrný odpor (rezistivita) [Ω·cm], A a L – plocha elektrod [cm2] a jejich vzájemná vzdálenost [cm], κ - specifická vodivost (konduktivita) [S·cm-1], ψ je odporová konstanta nádobky [cm-1].

Elektrickou vodivost určitého materiálu charakterizuje specifická (měrná) vodivost (konduktivita) κ, která je vztažena na jednotku plochy A a jednotku délky L vodiče; základní rozměr konduktivity je S·m–1.

K určení měrné vodivosti analyzovaného roztoku na základě změřené vodivosti musí být známa hodnota odporové konstanty nádobky. Ve většině případů ji nelze určit z geometrických rozměrů. Proto se nádobka kalibruje měřením vodivosti standardního roztoku (např. KCl) o známé konduktivitě (při určité teplotě) a konstanta ψ se vypočítá z rovnice

Rovnice VIII.2     (VIII.2)

Je-li v roztoku jediný elektrolyt o koncentraci c, pak podíl měrné vodivosti tohoto roztoku a koncentrace je molární vodivost Λ

Rovnice VIII.3     (VIII.3)

Vztáhneme-li specifickou vodivost ke krychli o hraně 1 cm, resp. 1 dm, resp. 1 m, pak platí

Rovnice VIII.4a   [S·cm2·mol–1]     (VIII.4a)

resp.    Rovnice VIII.4b                            [S·dm2·mol–1]     (VIII.4b)

resp.    Rovnice VIII.4c     [S·m2·mol–1]       (VIII.4c)

kde rozměr konduktivity κ je [S·cm-1] (a), [S·dm-1] (b), resp. [S·m-1] (c) a koncentrace c [mol·dm-3].

U vícemocných iontů jsou někdy uváděny hodnoty tzv. ekvivalentové iontové vodivosti, což je molární vodivost iontů vztažená na jednotkový náboj: Λekv = Λ / |z|.

Molární vodivost (Λ) je závislá na koncentraci elektrolytu a její maximální hodnota, zjištěná extrapolací k nulové koncentraci, se nazývá molární vodivost při nekonečném zředění (Λo). Tato veličina je charakteristickou konstantou pro danou látku a je rovna součtu iontových vodivostí při nekonečném zředění jednotlivých iontů v roztoku:

Rovnice VIII.5     (VIII.5)

Molární vodivost (Λ) určitého elektrolytu závisí na jeho látkové koncentraci. U silných elektrolytů, kde se uplatňuje vliv vzájemné interakce iontů, závislost molární vodivosti na koncentraci (při c < 10–3 mol·l–1) vystihuje Debey-Hückel-Onsagerova rovnice

Λ = Λo - a

kde a je empirická konstanta, pro uni-univalentní elektrolyt má tvar a = A + BΛo. V tomto případě závislost vystihuje rovnice

Rovnice VIII.6     (VIII.6)

kde konstanta A = 60,65 a B = 0,230.

Závislost molární vodivosti na koncentraci je značná u slabých elektrolytů, u nichž platí

Rovnice VIII.7     (VIII.7)

Stupně disociace (α = Λ /Λo) lze využít k výpočtu disociační konstanty slabé kyseliny, resp. báze (Ostwaldův zřeďovací zákon):

Rovnice VIII.8     (VIII.8)

předcházející strana obsah následující strana