Ăn mòn và bảo vệ kim loại ( Trịnh Xuân Sén ) - Chương 2

Sự đẫn điện của dung dịch chất điện li1.4 Mở đầuDung dịch chất điện li còn gọi là chất dẫn điện loại hai, sự dẫn điện của nó nhờ sự tải điện của các ion. Kim loại và oxit kim loại dẫn điện bằng electron được gọi là chất dẫn điện loại 1 và có điện trở khoảng 10−6 ÷ 10−3 Ω.cm. Nghiên cứu về độ dẫn điện của dung dịch chất điện li có liên quan chặt chẽ với hiện tượng ăn mòn điện hoá và cho phép giải thích sự khác biệt về tốc độ ăn mòn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ăn mòn và bảo vệ kim loại ( Trịnh Xuân Sén ) - Chương 2 14Chương 2Sự đẫn điện của dung dịch chất điện li1.4 Mở đầu Dung dịch chất điện li còn gọi là chất dẫn điện loại hai, sự dẫn điện của nó nhờ sự tảiđiện của các ion. Kim loại và oxit kim loại dẫn điện bằng electron được gọi là chất dẫn điệnloại 1 và có điện trở khoảng 10−6 ÷ 10−3 Ω.cm. Nghiên cứu về độ dẫn điện của dung dịch chất điện li có liên quan chặt chẽ với hiệntượng ăn mòn điện hoá và cho phép giải thích sự khác biệt về tốc độ ăn mòn trong môi trườngnước biển và nước sông, ao, hồ. Để đánh giá khả năng dẫn điện của dung dịch chất điện li người ta sử dụng hai đại lượng:độ dẫn điện riêng và độ dẫn điện đương lượng của dung dịch chất điện li.1.5 Độ dẫn điện riêng và độ dẫn điện đương lượng2.2.1 Độ dẫn điện riêng Độ dẫn điện riêng của dung dịch chất điện li đã cho là độ dẫn điện của nó được đặt giữahai điện cực song song có diện tích 1 cm2 và cách nhau 1 cm. Độ dẫn điện riêng χ là đại lượng nghịch đảo của điện trở suất. 1 χ= (2.1) ρ Để tìm đơn vị đo χ ta xét điện trở của một ống dung dịch chất điện li tương tự một dây S (cm2), điện trở suất của dây kim loại là ρ.dẫn kim loại có chiều dài l (cm) và tiết diệnVậy điện trở R của dây dẫn được tính: R = ρ. (2.2) S 1 1 (Ω−1.cm−1) χ= Suy ra: = . (2.3) ρ RS Khác với chất dẫn điện kim loại, độ dẫn điện riêng của chất dẫn điện loại 2 tăng khi tăngnhiệt độ. χt = χ18[1 + k(t − 18oC)] (2.4) trong đó: χt − độ dẫn điện riêng ở nhiệt độ t bất kỳ, toC > 18oC; χ18 − độ dẫn điện riêng ở nhiệt độ 18oC. 15 Giá trị hệ số k thay đổi tuỳ thuộc vào bản chất dung dịch, đối với dung dịch axit mạnh k= 0,0164, đối với dung dịch bazơ mạnh k = 0,0190, đối với dung dịch muối k = 0,022.2.2.2 Độ dẫn điện đương lượng Độ dẫn điện đương lượng λ của dung dịch chất điện li khảo sát là độ dẫn điện của mộtdung dịch chứa đúng một đương lượng gam chất điện li được đặt giữa hai điện cực platinsong song với nhau và cách nhau 1 cm. Giữa độ dẫn điện đương lượng λ và độ dẫn điện riêng χ có quan hệ với nhau theo phươngtrình: 1000.χ λ= (2.5) C trong đó C là nồng độ đương lượng gam/lit. Từ đó suy ra đơn vị đo của λ bằng Ω−1.cm2.đlg−1. 1 Nếu đặt V = gọi là độ pha loãng thì công thức (2.5) có dạng: C λ = 1000.V.χ (2.6) Từ phương trình (2.5) cho thấy khi dung dịch rất loãng (C → 0) thì giá trị λ đạt đến giátrị tới hạn λ → λ∞. Đối với dung dịch chất điện li yếu, sự phụ thuộc của độ dẫn điện đương lượng λ vàonồng độ chất điện li thực chất là phụ thuộc vào sự biến đổi độ điện li α (hình 2.1). λC = α.λ∞ Vậy: (2.7) λC α= Suy ra: (2.8) λ∞ trong đó: λC − độ dẫn điện đương lượng của dung dịch có nồng độ C. Hình 2.1 Sự phụ thuộc của độ dẫn điện đương lượng λ vào độ pha loãng V 161.6 Quan hệ giữa độ dẫn điện riêng và tốc độ chuyển động của ion Trong trường hợp đơn giản ta hãy xét một ống dung dịch chất điện li 1-1 (ví dụ KCl,KNO3...). MA phân li thành các ion M+ và A−. Gọi Uo - tốc độ chuyển động tuyệt đối của cation M+ và Vo - tốc độ chuyển động tuyệt đối của anion A−. Nếu đặt ống dung dịch vào điện trường E (V/cm) thì: Tốc độ chuyển động của cation: U = Uo.E (cm/giây) (2.9) Tốc độ chuyển động của anion: V = Vo.E (cm/giây) (2.10) ⎛ ⎞ cm Khi E = 1 (V/cm) thì U = Uo và V = Vo ⎜ = cm 2 / V.s ⎟ ⎝ ⎠ ...