Leitfähigkeit von Elektrolyten

Die Leitfähigkeit von Elektrolyten wird bestimmt durch die Beweglichkeit und Konzentration von positiven und negativen Ionen.

Z – Wertigkeit des Ions

n – (Teilchen)konzentration des Ions in m^-3:

N_A – Zahl von Avogadro

c – Konzentration in [mol/m³] (Molarität^.10^-3)

µ - Beweglichkeit des Ions

Geschwindigkeit der Kationen:

Geschwindigkeit der Anionen:

Messung des Widerstandes (mit Wechselstrom) ergibt:

A - Plattenquerschnitt

L - Plattenabstand

Durch Messung des Widerstandes kann man die Summe der Beweglichkeiten bestimmen.

Beispiel: NaCl – Z = 1; c₊ = c_-

(Die einzelnen Beweglichkeiten erhält man aus der unterschiedlichen Konzentrationsänderung an Anode und Katode – Hittdorf’sche Überführungszahlen).

Da sich die beweglichen Ionen an den Elektroden abscheiden, wo sie neutralisiert werden, verringert sich die Konzentration der Lösung mit der Zeit und die Leitfähigkeit nimmt ab. Bei geringen Konzentrationen (stark verdünnten Lösungen) bleibt das Verhältnis s/n jedoch konstant. Für die infolge des Ladungstransportes abgeschiedene Masse gelten die Faraday’schen Gesetze:

Die abgeschiedene Masse m ist proportional der durchgegangenen Ladung Q = It:

A* - elektrochemisches Äquivalent [mg/C]

Die elektrochemischen Äquivalente [mg/C] verschiedener Stoffe verhalten sich wie die Massen ihrer Grammäquivalente [mg/val] (1val=1mol/Z)

Die Proportionalitätskonstante heißt Faradaykonstante:

F = (96485,3±0,6)C/val

Die Faradaykonstante eignet sich zur Bestimmung der Elementarladung e:

Damit kann man die Leitfähigkeit eines Elektrolyten auch beschreiben durch