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:
(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
(VIII.2)
Je-li v roztoku jediný elektrolyt o koncentraci c, pak podíl měrné vodivosti tohoto roztoku a
koncentrace je molární vodivost Λ
(VIII.3)
Vztáhneme-li specifickou vodivost ke krychli o hraně 1 cm, resp. 1 dm, resp. 1 m, pak platí
[S·cm2·mol–1] (VIII.4a)
resp. [S·dm2·mol–1] (VIII.4b)
resp. [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:
(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
(VIII.6)
kde konstanta A = 60,65 a B = 0,230.
Závislost molární vodivosti na koncentraci je značná u slabých elektrolytů, u nichž platí
(VIII.7)
Stupně disociace (α = Λ /Λo) lze využít k výpočtu
disociační konstanty slabé kyseliny, resp. báze (Ostwaldův zřeďovací zákon):
(VIII.8)
|