Question:
Comment fonctionne la conductivité pour les ions non redoxed?
ManishEarth
2012-05-06 21:10:24 UTC
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Associé (très similaire, mais ici je veux un mécanisme) https://physics.stackexchange.com/q/21827/7433

Selon la loi de Kohlrausch, tous les ions contribuent à la conductivité d'un électrolyte.

Maintenant, si je comprends bien, le mécanisme de conduction dans un électrolyte est donc:

  • Les ions migrent en solution
  • Ces ions sont réduits ou oxydés au niveau des électrodes et convertis en électrons
  • Ces électrons continuent le long du fil, conduisant à une augmentation / conductivité / courant maintenu

Mais, ce mécanisme ne fonctionne pas pour les ions qui ne sont pas redoxed - le mouvement des ions dans la solution ne peut pas être traduit en mouvement d'électrons dans le fil et donc il me semble que la conductivité ne devrait pas augmenter.

Mais des ions comme $ \ ce {NO3 -} $ ont un $ \ lambda $ (conductivité molaire ionique) comparable - -Ainsi, ils augmentent expérimentalement la conductivité.

Quel est le mécanisme de conduction via ces ions?

Sur le plan thermodynamique, le dioxyde d'azote est plus accessible à partir du nitrate que l'eau ne l'est à partir du dioxygène. Je pense que de nombreux conductimètres appliquent un potentiel qui rendrait cette chimie possible. Il s'agit d'une question distincte de l'interdépendance des dérives ioniques. Si vous le souhaitez, je peux parler de ce dernier.
@Chris vous pourriez, mais cela rendrait $ \ lambda _ {\ ce {NO2}} $ dépendant du potentiel, n'est-ce pas?
Expérimentalement, comment déterminez-vous la conductivité? Que se passe-t-il physiquement pendant cette mesure?
@Chris: Courez le courant, mesurez la tension / le courant, utilisez $ V = IR $, utilisez les dimensions de la cellule pour obtenir la conductivité à partir de la conductance
Droite. Une solution de 0,5 $ \ mu $ moles d'acide acétique nécessitera une chute de potentiel ~ 4 V à travers les électrodes pour donner 20 $ \ mu $ A. Une concentration encore plus petite entraînera un courant encore plus petit à ce potentiel, nécessitant une sensibilité encore plus grande / un matériel plus coûteux.
Le fait est que le courant est trop faible pour toute électrolyse appréciable. La situation de votre nitrate sera probablement la même, en fonction de la configuration exacte. Il existe des situations où les espèces n'ont pas besoin de participer à une réaction redox et peuvent encore modifier la conductivité. C'est différent de votre cas de nitrate (je vais parier).
@Chris: `Il y a des situations où l'espèce n'a pas besoin de participer à une réaction redox et peut encore changer la conductivité. «Comment est-ce possible? C'est exactement ce que je recherche.
Les conductimètres fonctionnent sur AC! Des fréquences d'environ 40 à 100 kHz sont utilisées. Toutes les réactions d'électrode s'arrêtent à environ 20 à 40 Hz. .
Un répondre:
#1
+13
Chris
2012-05-07 22:27:25 UTC
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Cela peut se produire en raison des interactions ion-ion provoquées par les champs coulombiques.

Une explication correcte est enracinée dans les phénomènes de transport. Malheureusement, les chimistes ne sont en grande partie pas informés de cela, mais les ingénieurs chimistes en ont l'occasion.

Dans des conditions standard, les ions dans une solution prendront une marche aléatoire pendant la diffusion. Il en résulte aucun mouvement net de nos ions sur une certaine période de temps. Un tel système perturbé par un champ électrique appliqué amènera les ions à se déplacer préférentiellement dans une direction, on dit que les ions dériveront. Nous disons qu'ils ont une vitesse de dérive. Ces vitesses sont affectées par un certain nombre de paramètres, car il y a toujours une collision continue, mais nous pouvons dire que les mobilités seront inégales pour des ions de tailles inégales.

Différentes mobilités signifient des gradients de concentration et une séparation de charge aussi . En général, nous utilisons un champ d'électroneutralité comme approximation raisonnable pour permettre des solutions analytiques pour diverses équations. Ce champ dépend de tous les flux ioniques présents et en tant que tel affectera le courant total mesurable.

Le résultat est simple: l'introduction de n'importe quel ion provoquera une perturbation dans le champ que tous les ions rencontrent en solution .

Mais comment cela se traduit-il en électrons dans le fil? Ou est-ce que l'ion «tire et maintient» l'électron en place (fondamentalement, la force de Coulomb apporte des électrons supplémentaires à l'électrode comme un effet une fois par ion?) Les phénomènes de transfert semblent intéressants, merci pour le reste!
Oh je vois .. Vous dites que les ions non redox affectent le champ et donc améliorent les mobilités -> conductance.
C'est une bonne réponse (votée positivement!) Mais elle est très "centrée sur l'atome" au lieu de "centrée sur le champ". Peut-être que c'est un truc chimiste contre physicien ou quelque chose comme ça. Quoi qu'il en soit, les ions diffusant sous l'influence des champs électriques sont régis par [l'équation de Nernst-Planck] (http://en.wikipedia.org/wiki/Nernst%E2%80%93Planck_equation). Cela est vrai pour tous les ions, qu'ils participent ou non à des réactions chimiques à la surface des électrodes. Les champs électriques qui émanent des électrodes d'une cellule électrochimique affectent le comportement de chaque particule chargée (c'est-à-dire ion) qui se trouve à proximité.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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