Welche der folgenden sind Nichtelektrolyte in wässrigen solution43

Welche der folgenden nicht-Elektrolyten in wässriger solution43 an der Anode während Reduktion

Elektrochemie befasst sich mit der Untersuchung von elektrochemischen Prozesse und deren Anwendungen betreffen:

i) die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und

ii) die Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie.

Es ist möglich, eine nicht spontane chemische Reaktion durchzuführen, indem in einer elektrochemischen Zelle eine ausreichende elektrische Spannung angelegt wird. In diesem Fall wird die elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt.

Z.B. Herstellung von Natrium-Metall durch das Down-Prozess.

Es ist auch möglich, elektrische Energie zu erzeugen, indem eine spontane chemische Reaktion in einer geeigneten Vorrichtung galvanische Zelle oder galvanische Zelle Durchführung genannt.


Z.B. Batterien und Brennstoffzellen.

Elektrochemie ist ein interdisziplinäres Thema. Ihr Anwendungsbereich und praktische Anwendungen umfasst mehrere Bereiche der Wissenschaft, einschließlich metallurgischer Prozesse, Biowissenschaften, analytische Techniken, Weltraumforschung, Energiesysteme usw.

Elektrizität: Der Begriff Strom bezieht sich auf eine Form von Energie oder verschiedene Phänomen infolge der Anhäufung von statischen Ladungen oder des Flusses von geladenen Teilchen führt.

Elektrische Ladung: Die elektrische Ladung ist die grundlegende und konservierte Eigenschaft einiger subatomaren Teilchen, die ihre elektromagnetischen Wechselwirkungen bestimmt. Es zeigt zwei Zustände das heißt positiv und negativ.

In SI-Einheiten, wird die elektrische Ladung, gemessen in Coulomb (C).

Der kleinste Wert von „freiem“ charge in der Natur bekannt ist die Ladung eines Elektrons oder ein Proton, das eine Stärke von 1.602 x 10 -19 Coulomb hat.

Die Ladung auf ein Elektron ist: -1,602 x 10 -19 C.

Während die Ladung auf einem Proton ist gleich: 1,602 x 10 -19 C.

Elektrisches Feld: Es ist ein Einfluss durch eine elektrische Ladung auf andere Ladungen in seiner Umgebung erzeugt.

Ladungsteilchenstrahl Erfahrungen zwingen, wenn sie in einem elektrischen Feld platziert. Das elektrische Feld übt eine Kraft auf geladene Teilchen, so dass sie in der Richtung der Beschleunigungskraft, entweder in der gleichen oder der entgegengesetzten Richtung des elektrischen Feldes.

Daher ist eine gewisse Menge an Arbeit gegen diese Kraft durchgeführt werden, um die geladenen Teilchen zu einem bestimmten Punkt in einem elektrischen Feld zu bringen.

Elektrisches Potenzial: Das elektrisches Potenzial an jedem Punkt in einem elektrischen Feld wird als die Energie definiert, die erforderlich eine Einheitsladung von einer unendlichen Entfernung bis zu diesem Punkt zu bringen.

Es wird üblicherweise in Volt (V) gemessen. Volt kann formal als das Verhältnis der Energie in Joules auf die Ladung in Coulomb definiert werden.

Die absolute elektrische Potential kann nicht gemessen werden. Jedoch kann die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten gemessen werden und hat mehr praktischen Gebrauch.

Elektrische Potentialdifferenz oder die Spannung: Es ist die Energie erforderlich, um eine Einheitsladung zwischen zwei festgelegten Punkten in einem elektrischen Feld zu bewegen. Jedoch ist es in der Regel als elektrisches Potential oder einige Male als Spannung bezeichnet.

Ein Volt (V) gleich 1 Joule pro 1 Coulomb.

Die elektromotorische Kraft (emf): Formal ist es gleich wie elektrische Potentialdifferenz. Es ist die potentielle Energie, die durch die elektrische Ladung geteilt und wird in Volt gemessen.

Es kann als die externe Arbeit pro Ladungseinheit aufgewandt definiert werden, um eine elektrische Potentialdifferenz wodurch der Strom in der Schaltung fließen zu erzeugen.

Hinweis: Obwohl es verschiedene Definitionen in der Literatur angegeben sind, ist die obige Erläuterung in Elektrochemie ausreicht.

Strom: Formell ist es die Strömung von geladenen Teilchen, wie Elektronen, Protonen, Ionen. Die Stärke des Stroms (I) als die in der Zeiteinheit übertragenen Ladung definiert. Es wird in Ampere (A) gemessen.

Einem Ampere (A) als 1 Coulomb Strom in einer Sekunde übertragen definiert.

Widerstand (R): Die Tendenz eines Materials, das Stromfluss zu stoppen, wird als Widerstand bekannt. Es wird in Ohm gemessen (Ω).

Das Ohmsche Gesetz, nach der Widerstand durch eine Substanz angeboten wird, ist direkt proportional zu seiner Länge (l ), Aber umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche (A).

Bei Elektrolytlösungen „l ‚ stellt den Abstand zwischen zwei Elektroden und der „A“ die Querschnittsfläche der Elektroden ist.

Die obige Gleichung kann auch geschrieben werden als:

Woher ρ Konstante ist die Verhältnismäßigkeit und ist nicht als Widerstand oder Widerstand bekannt.

Wenn A = 1 cm 2 und l = 1 cm, dann R = ρ.

Daher kann der spezifische Widerstand wie folgt definiert werden:

Spezifischer Widerstand oder Widerstand (ρ): Es ist der Widerstand durch ein Material oder eine Lösung zu besetzen ein cm 3 Volumen angeboten.

Es wird gemessen in:

Ohm. cm (in C.G.S System)

Ohm. m (in S.I-System)

Ihre Einheit kann wie folgt abgeleitet werden:

Konduktanz (G): Es ist die Tendenz eines Materials, um den Stromfluss durch sie zu ermöglichen. Es ist der Kehrwert des Widerstands.

Es wird in Ohm gemessen -1 = mho = Siemens.

Durch Substitution, R aus der Gleichung (1):

Aus der Gleichung (2),

Wenn A = 1 cm 2 und l = 1 cm, dann κ = G.

Daher kann die spezifische Leitfähigkeit definiert werden als:

spezifische Leitfähigkeit oder Leitfähigkeit (κ): Es ist die Leitfähigkeit eines Materials oder einer Lösung eines cm 3 Volumen einnimmt.

Es wird gemessen in:

ohm -1. cm -1 = mho. cm -1 (C.G.S System)

Siemens. m -1 (S.I-System)

* Die spezifische Leitfähigkeit hängt von der Natur der Substanz oder dem Elektrolyten.

* Sie nimmt mit Zunahme der Konzentration der Elektrolytlösung, da die Anzahl von Ionen pro Flächeneinheit zunimmt.

Zellenkonstante (G *): Das Verhältnis des Abstandes zwischen den Elektroden, l Eine der Elektroden zu der Querschnittsfläche wird als Zellkonstante bekannt.

Die Zellkonstante kann mit folgenden Beziehungen bestimmt werden, die oben besprochen leicht von Ausdrücken abgeleitet werden können.

Basierend auf der elektrischen Leitfähigkeit werden die Materialien in zwei Typen unterteilt, wie folgt:

1) ISOLIERSTOFFE: Die Substanzen, die den Fluss von elektrischem Strom durch sie wider sind Isolatoren genannt. Sie haben keine freien Elektronen oder frei geladenen Teilchen bewegen.

Z.B. Organische Polymere (wie Kunststoff), Glas, Diamant, Quarz usw.,

2) Leiter: Die Substanzen, die den Stromfluss durch diese mit wenig Widerstand erlauben, als Leiter bekannt.

Sie werden wieder unterteilt in:

i) Metallic oder elektronische Leiter: Die Leiter, die den Strom durch die Elektronen leiten.

Z.B. Alle Metalle, Graphit etc.

Im Falle von metallischen Leitern;

* Keine chemische Reaktion tritt der Strom während der Leitung.

* Leitfähigkeit nimmt mit der Zunahme der Temperatur aufgrund der Vibrationsstörungen.

ii) Elektrolyte: Die Substanzen, die entgegengesetzt geladenen Ionen liefern für die Leitung von Elektrizität.

Z.B: – NaCl, KCl, CH3 COOH, HCl usw.

Im Falle von Elektrolyten;

* Es ist Ionenfluß zu den entgegengesetzt geladenen Elektroden.

* Während der Leitung von Elektrizität durch Elektrolyte, tritt Oxidation an der Anode während Reduktion an der Kathode tritt das heißt eine chemische Reaktion stattfindet.

* Die Leitfähigkeit steigt mit Zunahme als das Ausmaß der Ionisierung Temperaturerhöhungen.

Die Elektrolyte laufen Dissoziation Ionen zu liefern entweder in geschmolzenem Zustand oder in wässrigen Lösungen. Je nach dem Ausmaß der Ionisierung (oder Dissoziation) in Wasser werden die Elektrolyte weiter unterteilt in:

a) Starke Elektrolyte: Unterziehen vollständige Ionisation in Wasser.

b) Schwache Elektrolyte: Gehen Sie unter teilweisen Ionisierung in Wasser.

Z.B. HF, CH 3 COOH, NH 4 OH, HCOOH usw.

Nicht-Elektrolyte: Die Substanzen, die liefern keine Ionen für die elektrische Leitung nicht-Elektrolyte genannt.

Z.B. Harnstoff, Glucose, Sucrose usw.

Äquivalentleitfähigkeit (Λ). Die Leitfähigkeit dieses Volumen der Lösung ein Äquivalent eines Elektrolyten enthält, als äquivalente Leitfähigkeit bekannt. Es ist gekennzeichnet durch Λ.

Lassen Sie uns die V cm 3 Lösung, enthaltend ein Äquivalent eines Elektrolyten in Betracht ziehen. Ihre Leitfähigkeit ist gleich äquivalente Leitfähigkeit, Λ.

Auch wissen wir, dass die Leitfähigkeit von 1 cm 3 Lösung mit diesem Elektrolyt gezeigt wird spezifische Leitfähigkeit genannt, κ.

der Leitwert von V cm 3 ——— Λ

der Leitwert von 1 cm 3 ——— κ

Λ = κ.V ———- Gleichung (3)

Wir wissen, daß die Normalität (N) einer Lösung, die durch die Gleichung gegeben ist:

Für obige Elektrolytlösung, Nr. von Äquivalenten, ne = 1.

Durch Substitution des obigen Wertes in der Gleichung (3) können wir nun schreiben:

Einheiten Λ:

= Cm 2 Ohm -1. equiv = -1 cm 2. mho. equiv -1

m 2. Siemens. equiv -1

Molare Leitfähigkeit (Λm oder mu;): Die Leitfähigkeit dieses Volumen der Lösung von einem Mol eines Elektrolyten enthält, als molare Leitfähigkeit bekannt. Es ist gekennzeichnet durch Λm oder mu ;.

Es wird auf spezifische Leitfähigkeit bezogen, κ wie:

M = Molarität der Elektrolytlösung.

= Cm 2 Ohm -1. mol -1 = cm 2. mho. mol -1

m 2. Siemens. mol -1

Die Beziehung zwischen äquivalenten Konduktanz, Λ und molare Leitfähigkeit, mu; kann gegeben sein durch:

mu; = Λ x Äquivalenzfaktor des Elektrolyten

Das Äquivalentfaktor des Elektrolyten ist in der Regel die Gesamtladung entweder Anionen oder Kationen, die in einer Formeleinheit davon. Es kann Basizität in Fällen von Säuren oder gleich Säure im Fall von Basen gleich sein.

Temperatur: Die Leitfähigkeit einer Elektrolytlösung erhöht sich mit Erhöhung der Temperatur aufgrund des Umfangs inonization zu erhöhen.

Natur des Elektrolyten:

* Die starken Elektrolyte unterziehen vollständige Ionisierung und zeigen daher höhere Leitfähigkeiten, da sie mehr Zahl der Ionen liefern.

* Während schwache Elektrolyte partielle Ionisierung unterziehen und somit vergleichsweise niedrige Leitfähigkeiten in ihre Lösungen zeigen.

Ionische Größe & Mobilität:

* Die ionische Mobilität nimmt mit Zunahme seiner Größe und damit auch Leitfähigkeit abnimmt.

Z.B. In geschmolzenem Zustand sind die Leitfähigkeiten von Lithiumsalzen größer als die von Cäsiumsalze, da die Größe der Li + -Ion ist kleiner als die von Cs + -Ion.

* In wässrigen Lösungen wirkt sich jedoch das Ausmaß der Hydratisierung der Beweglichkeit des Ions, was wiederum die Leitfähigkeit beeinflussen. Stark zeigen hydratisierte Ionen niedrigen Leitwerten zu größeren Größe durch.

Z.B. In wässrigen Lösungen Li + -Ionen mit hoher Ladungsdichte ist stark hydratisiert als Cs + -Ionen mit geringer Ladungsdichte. Daher hydratisiert Li + größer als hydratisierte + Cs. Als Ergebnis zeigen Lithiumsalze niedrigere Leitfähigkeiten im Vergleich zu denen von Cäsiumsalze in Wasser.

Die Natur des Lösungsmittels und der Viskosität:

* Die Ionenmobilität ist in viskoser Lösungsmitteln reduziert. Daraus ergibt sich die Leitfähigkeit abnimmt.

* Die spezifische Leitfähigkeit (κ) Nimmt mit Zunahme der Konzentration der Lösung, wenn die Anzahl der Ionen pro Volumeneinheit zunimmt.

* Während sowohl die äquivalente Leitfähigkeit und molare Leitfähigkeit Anstieg mit verringern in Konzentration (d.h. bei Verdünnung), da das Ausmaß der Ionisation erhöht.

Erläuterung: Da die Konzentration abnimmt, kann man in äquivalenten Leitfähigkeit verringern erwarten aufgrund der verfügbaren Anzahl von Ionen pro Volumeneinheit zu verringern. Jedoch ist die Zunahme des Volumens (V) Faktor mehr als kompensiert diesen Effekt. Das Volumen muss erhöht werden, um ein Äquivalent von Elektrolyt zu erhalten, da die Konzentration verringert wird. Daher der Nettoeffekt ist Zunahme der Äquivalentleitfähigkeit.

Die Begrenzung äquivalente Leitfähigkeit (Λo):

Die äquivalente Leitfähigkeit erreicht einen maximalen Wert bei bestimmten Verdünnung und ändert sich nicht bei der weiteren Verdünnung (das heißt durch Lösungsmittel weitere Zugabe). Diese Konzentration wird auch als unendlicher Verdünnung bezeichnet.

Die äquivalente Leitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung wird als Grenzäquivalentleitfähigkeit bekannt (Λo). Bei dieser Verdünnung ist die Ionisation auch der schwachen Elektrolyten vollständig.

Jedoch bei unendlicher Verdünnung (das heißt, wenn die Konzentration gegen Null) die Leitfähigkeit der Lösung ist so gering, dass er nicht genau gemessen werden kann. Deshalb ist die Begrenzung äquivalente Leitfähigkeit eines Elektrolyten wird durch Verwendung Debye-Hückel-Gleichung berechnet Onsagar wie unten erläutert.

Leitwert-Verhältnis (α): Das Verhältnis der Äquivalentleitfähigkeit bei gegebener Konzentration, Λc zu dem bei unendlicher Verdünnung, Λo ist Leitwert-Verhältnis bezeichnet, α.

Für schwache Elektrolyte, die ‚α’Wird auch als Grad der Ionisierung genannt.

Es ist möglich, die entsprechenden Leitfähigkeiten der Elektrolyte in Wasser bei gegebener Konzentration unter Verwendung Debye-Hückel-Gleichung Onsagar zu bestimmen.

Λc = äquivalente Leitfähigkeit bei gegebenen Konzentration.

Λo = äquivalente Leitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung.

D = Dipolmoment von Wasser

T = absolute Temperatur

Eine gerade Linie mit negativer Steigung wird erhalten, wenn die entsprechenden Leitfähigkeitswerte (Λc) starker Elektrolyte sind, aufgetragen gegen die Quadratwurzeln aus verschiedenen Konzentrationen (√c). Die äquivalente Leitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung (Λo) kann durch die Ausweitung dieser geraden Linie auf die Konzentration Null bestimmt werden.

Jedoch ist die äquivalente Leitfähigkeit von schwachen Elektrolyten steigt steil in sehr geringen Konzentrationen (das obige Diagramm zu sehen) und damit ihre Grenzwerte (Λo) nicht durch Extrapolation der bestimmt werden Λc Null-Konzentration.

Deswegen, Λo für schwache Elektrolyte wird durch die Verwendung von Kohlrausch Gesetz der unabhängigen Wanderung von Ionen erhalten. der in dem nächsten Abschnitt beschrieben.

Quelle: www.adichemistry.com

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