Transcript ******** ********* La conductance et la conductivité

‫المواصلة والموصلية‬
‫‪La conductance et la conductivité‬‬
‫‪ ‬نشاط ‪ :1‬مواصلة محلول إلكتروليتي‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :1‬قياس المواصلة‬
‫‪ .1‬بعد انجاز التجربة نجد‪:‬‬
‫‪ U = 2V‬و ‪.I = 1.3mA‬‬
‫‪ .2‬لدينا‪:‬‬
‫‪ .I‬مواصلة محلول إلكتروليتي‬
‫‪ .1‬مواصلة جزء من محلول إلكتروليتي‬
‫عند غمر صفيحتين من النحاس‪ ,‬مستويتين ومتوازيتين في محلول إلكتروليتي‪ ,‬وتطبيق توتر مستمر أو‬
‫متناوب بينهما‪ ,‬فإن الجزء المحصور بين الصفيحتين من المحلول يتصرف كثنائي قطب له مقاومة ‪R‬‬
‫ومواصلة ‪.G‬‬
‫)‪(A‬‬
‫)‪( (S‬السيمنس)‬
‫)‪(V‬‬
‫)‪(Ω‬‬
‫ملحوظة‪ :‬لقياس مواصلة محلول إلكتروليتي نستعمل توترا متناوبا جيبيا بتردد مرتفع نسبيا ‪ 500Hz‬لتفادي تشويش‬
‫التفاعالت الكيميائية على مستوى الصفيحتين‪.‬‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :2‬تأثير األبعاد الهندسية للخلية‬
‫‪ .1‬نالحظ أن المواصلة ‪ G‬تزداد مع تزايد المساحة المغمورة لإللكترودين‪.‬‬
‫‪ .2‬نالحظ أن المواصلة ‪ G‬تتناقص مع تزايد المسافة الفاصلة بين الصفيحتين‪.‬‬
‫المواصلة والموصلية‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :3‬تأثير طبيعة المحلول‬
‫‪ .1‬نستنتج أن المواصلة ‪ G‬تتعلق بطبيعة‬
‫األيونات المتواجدة في المحلول‪.‬‬
‫المحلول‬
‫)‪G (S‬‬
‫‪H+ + Cl- Na+ + OH- Na+ + Cl‬‬‫‪10.8 10-3 6.2 10-3‬‬
‫‪3.2 10-3‬‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :4‬تأثير تركيز المحلول‪-‬خط منحنى التدريج )‪G = f(C‬‬
‫‪ .1‬المحلول ‪C3 = 10-3 mol.L-1 C2 = 2 10-3mol.L-1 C1 = 5 10-3 mol.L-1 C0 = 10-2 mol.L-1‬‬
‫‪0.65 10-3‬‬
‫‪0.32 10-3‬‬
‫‪1.6 10-3‬‬
‫‪3.2 10-3‬‬
‫)‪G(S‬‬
‫‪ ‬تجربة ‪ :5‬استعمال منحنى التدريج‬
‫‪ .1‬لدينا‪ Cf.Vf = Ci.Vi :‬أي‪ Cf = 0.01Ci :‬إذن قد تم‬
‫تخفيف المحلول ‪ 100‬مرة‪ .‬وذلك ليتسنى لنا استعمال‬
‫منحنى التدريج الذي ال يحافظ على خاصيته الخطية‬
‫إال بالنسبة للتراكيز األقل من ‪.10-2mol.L-1‬‬
‫‪ .2‬مواصلة المحلول المخفف للمصل هي‪.G = 1.25 mS :‬‬
‫باستعمال منحنى التدريج جانبه نحصل على تركيز‬
‫المحلول ‪. C = 4 10-3 mol.L-1‬‬
‫وبالتالي تركيز المحلول الفيزيولوجي هو‪:‬‬
‫‪. Csérum = 4 10-1 mol.L-1‬‬
‫المواصلة والموصلية‬
‫‪ .2‬العوامل المؤثرة على مواصلة محلول إلكتروليتي‬
‫‪ .a‬العوامل المؤثرة المرتبطة بمميزات خلية القياس‬
‫‪ ‬تتناسب المواصلة ‪G‬اطرادا مع المساحة المغمورة ‪ S‬لصفيحتي القياس‪.‬‬
‫‪ ‬تتناسب المواصلة ‪ G‬عكسيا مع المسافة ‪ L‬الفاصلة بين صفيحتي القياس‪.‬‬
‫‪.b‬‬
‫العوامل المؤثرة المرتبطة بمميزات المحلول المدروس‬
‫‪ ‬تتعلق المواصلة ‪ G‬بطبيعة األيونات المتواجدة في المحلول‪.‬‬
‫‪ ‬تزداد المواصلة ‪ G‬مع تزايد درجة حرارة المحلول‪.‬‬
‫‪ ‬تتناسب المواصلة ‪ G‬اطرادا مع تركيز المحلول ‪.C‬‬
‫‪ ‬المنحنى الممثل للمواصلة ‪ G‬بداللة التركيز ‪ C‬يسمى منحنى التدريج‪ ,‬وهو يستعمل لتحديد‬
‫تراكيز المحاليل اإللكتروليتية‪.‬‬
‫ملحوظة هامة‪ :‬للتمكن من استعمال منحنى التدريج )‪G = f(C‬لتحديد تركيز محلول ما يجب توفر الشروط التالية‪:‬‬
‫‪ ‬المحافظة على ثبات كل العوامل المؤثرة األخرى‪.‬‬
‫‪ ‬تراكيز المحاليل المدروسة أقل من ‪( .10-2mol.L-1‬عند ارتفاع التراكيز منحنى التدريج‬
‫ال يحافظ على خاصيته الخطية)‪.‬‬
‫‪ .II‬موصلة محلول إلكتروليتي‬
‫‪ .1‬تعريف‬
‫الموصلية ‪ σ‬هي خاصية مميزة للمحلول اإللكتروليتي (ال تتعلق بمميزات خلية القياس)‪.‬‬
‫تعبيرها هو ‪:‬‬
‫حيث‪ : :‬مقدار يميز خلية القياس يسمى ثابتة الخلية‪.‬‬
‫‪-1‬‬
‫) ‪(S.m‬‬
‫المواصلة والموصلية‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫الموصلية المولية األيونية‬
‫يتميز كل أيون في محلول بقده وشحنته وحالة تميهه‪ ,‬مما يؤثر على قدرته على توصيل التيار الكهربائي‪,‬‬
‫ويتم التعبير عن هذه القدرة بالموصلية المولية األيونية‪ .‬يرمز لها ب ‪ , λ‬وحدتها هي‪.S.m2.mol-1 :‬‬
‫العالقة بين موصلية المحلول والموصليات المولية األيونية‬
‫في محلول أيوني مائي يحتوي على ‪ n‬نوع من األيونات ‪ Xi‬األحادية الشحنة‪ ,‬يساهم كل نوع‬
‫بمقدار‪.σi = λi.[Xi] :‬‬
‫وبالتالي نكتب موصلية المحلول على الشكل التالي‪:‬‬
‫تمرين تطبيقي‪:‬‬
‫المحلول‬
‫لدينا المعطيات التالية ‪:‬‬
‫‪ .1‬أوجد مواصلة محلول ‪ (K+ + OH-‬التركيز ‪C‬‬
‫) ذي تركيز ‪.1mmol.L-1‬‬
‫المواصلة ‪G‬‬
‫نكتب موصليات المحاليل األربعة‪:‬‬
‫‪Na+ + OH‬‬‫‪K+ + Cl‬‬‫‪Na+ + Cl‬‬‫‪1 mmol.L-1 1 mmol.L-1 1 mmol.L-1‬‬
‫‪268μS‬‬
‫‪171 μS‬‬
‫‪137 μS‬‬