Numărul de transport
Numărul de transport , simbolizat prin litera minusculă t , indică fracția de curent electric transportat de un cation sau anion , derivat din disocierea ionică a unui electrolit , comparativ cu curentul transportat de toți ionii prezenți în electrolit. [1]
Din definiția dată, rezultă că conductivitatea ionică echivalentă limită, simbolizată prin Λ 0 , a unui electrolit binar este legată atât de numărul de transport de diluție infinit al cationului, t 0 + , cât și de numărul de transport de diluție infinit al anionului , t 0 - . Matematic, relația este exprimată sub forma: [2]
unde 0 și 0 + - sunt respectiv mobilitatea ionică în raport cu cationul și anionul.
Cu diluție infinită Λ 0 = l 0 + + l 0 - , prin urmare, adăugând membru cu membru cele două ecuații anterioare, avem
- t 0 + + t 0 - = 1
Cunoscând valorile limită ale conductivității ionice echivalente, este posibil să se calculeze, determinând experimental numărul de transport, mobilitatea ionică a cationului sau a anionului. Acest lucru este util, în domeniul electrochimic , atunci când este necesar să se cunoască aceste valori pentru a putea aplica legea mobilității independente a ionilor .
Conceptul de „număr de transport” a fost introdus în 1853 de Johann Wilhelm Hittorf .
Determinarea practică a numărului de transport
Numărul de transport este practic determinat prin efectuarea unei electrolize folosind aparatul Hittorf . Aceasta constă dintr-o anumită celulă electrolitică care, pe lângă compartimentele normale de catod și anod , constă dintr-un al treilea compartiment central. Cele trei zone sunt separate printr-un sistem de robinete din sticlă măcinată. Alte două robinete permit luarea soluțiilor prezente în zona catodică și anodică, pentru a efectua determinările post-electroliză.
Electroliza se efectuează în absența agitării soluției și în absența dezvoltărilor gazoase la electrozi ; în acest sens, dezvoltarea anodică a oxigenului este prevenită prin utilizarea unui anod care în condiții experimentale suferă disociere anodică în timp ce dezvoltarea catodică a hidrogenului este prevenită prin funcționarea în condiții de pH controlat.
Prin efectuarea electrolizei, pe măsură ce circulă curent, se întâmplă ca la catod cationii să fie reduși, generând o lipsă de sarcini negative asupra electrodului în timp ce, pe de altă parte, un anumit număr de anioni se oxidează la anod, generând astfel un exces a taxelor negative. Electroneutralitatea se obține în urma unui echilibru dinamic de sarcină care implică cele trei compartimente ale celulei. La sfârșitul procesului de electroliză în zona centrală nu există nicio modificare a sarcinii cu privire la condițiile inițiale. Pe de altă parte, o scădere a sarcinilor are loc la catod și la anod care este mai puțin marcat la anod dacă mobilitatea anionică este mai mare decât cea cationică sau la catod în cazul opus. Indicând pierderea catodului cu P c și pierderea anodică a electrolitului cu P a , pentru o soluție foarte diluată relația se menține
de la care
Obținând t 0 + din relația t 0 + + t 0 - = 1 și înlocuind această valoare în relația anterioară, obținem
din care, în cele din urmă
În același mod, obținem numărul de transport la diluarea infinită a cationului electrolit:
Pierderea catodului este determinată de titrarea soluției recuperate din compartimentul catodului în timp ce pierderea anodică este calculată indirect din măsurarea cantității totale de curent trecut, prin intermediul unui coulometru de argint conectat în serie cu celula electrolitică, știind că 1 F electrolizează un echivalent al substanței totale (P c + P a ).
Notă
- ^ IUPAC Gold Book .
- ^ Silvestroni , p. 391 .
Bibliografie
- Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemistry , ed. A X-a, CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .
- ( RO ) M. McNaught, A. Wilkinson, IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book") , ediția a II-a, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI : 10.1351 / goldbook.T06489 , ISBN 0-9678550-9-8 .
Elemente conexe
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4255689-2 |
|---|
