Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

Az elektrolitok vezetőképessége

Az elektrolitok vezetőképessége az oldatban lévő ionok számától (a disszociációfoktól), töltésétől és mozgékonyságától függ. Az oldat vezetőképessége fordítottan arányos az ellenállással. Az ellenállás (R) a vezetők hosszától (l) és keresztmetszetétől (A) függ:

ahol

; a spec(fikus ellenállás, az egységnyi hosszúságú és keresztmetszetű vezetőellenállása.

A vezetőképesség az ellenállás reciproka:

A specifikus ellenállás reciproka pedig aspecifikus vezetőképesség (χ):

A specifikus vezetőképesség az egységnyi élhosszú elektrolitkocka (1 cm3) vezetőképessége. Közvetlenül meghatározható Pt-elektródok segítségével. Ha az elektródok felülete egységnyi (1 cm2) és az elektródok egységnyi távolságra (1 cm) vannak egymástól, akkor a közöttük lévő folyadék vezetőképessége a specifikus vezetőképességgel egyenlő.

Az elektrolitok vezetőképességének jobb összehasonlítását teszi lehetővé az ekvivalens vezetőképesség, ami 1 mólnyi pozitív és negatív töltésű iont tartalmazó oldat vezetőképessége. Az ekvivalens vezetőképességet (Λ) a specifikus vezetőképesség és a hígítás (V, amely az 1 mólnyi pozitív és negatív töltésű iont tartalmazó oldat térfogata cm3-ben) szorzatából kapjuk:

Így pl. 1 M HCI oldat 1 mólnyi H+-iont és 1 mólnyi Cl-iont tartalmaz 1000 cm3 oldatban, a hígítás ezért: V=1000.

Az elektrolitok ekvivalens vezetőképességének változását az oldat hígításával erős (HCI, KCI) és gyenge (CH3COOH) elektrolit esetén a 80. ábra mutatja be.

Az erős elektrolitok tömény oldatban is teljes mértékben disszociálnak és ekvivalens vezetőképességük a végtelen nagy hígítás esetén mérthez közel érték. Ezzel szemben a gyenge elektrolitok disszociációja és vezetőképessége tömény oldatban csak kis mértékű, amely a hígítással növekszik. Végtelen nagy hígításban a gyenge elektrolitok is teljes mértékben disszociálnak és ekvivalens vezetőképességük maximális.

A gyenge elektrolitok disszociációfoka (α) és egy adott koncentrációnál (

), valamint a végtelen hígításban mért ekvivalens vezetőképesség (

) között az alábbi összefüggés van:

Az ekvivalens vezetőképességek mérésével tehát lehetőség van a gyenge elektrolit disszociációfokának a meghatározására. A disszociációfok és az ekvivalens vezetőképesség közötti összefüggés erős elektrolitokra nem alkalmazható. Nagyon tömény oldatban (l. 80. ábra) az erős elektrolit vezetőképessége is csökken, bár az elektrolit disszociációja ilyenkor is teljes (α = 1). Az erős elektrolitok tömény oldatában az ekvivalens vezetőképesség csökkenése a nagyszámú, egymáshoz viszonylag közel lévő hidratált ion elektrosztatikus kölcsönhatásának tulajdonítható. A kationok és anionok visszahúzó erőt gyakorolnak egymásra, mivel elektromos erőtérben ellentétes irányba vándorolnak.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1438aebszk_1048/#m1438aebszk_1048 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1438aebszk_1048/#m1438aebszk_1048)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1438aebszk_1048/#m1438aebszk_1048)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

80. ábra. Erős és gyenge elektrolitok ekvivalens vezetőképességének változása a hígítással. A HCI és a KCI a hígítástól függetlenül teljes mértékben disszociál (α=1). A CH3COOH disszociációfoka változik a hígítással, így pl. 103 hígításnál α=0,004, 105 hígításnál α=0,0043, 10° hígításnál pedig α~1

Az elektrolitok tömény oldatában az ionok elektrosztatikus kölcsönhatása az ionok koncentrációjával és töltésével arányos. Ezért az elektrolitokat az ionerősséggel jellemezhetjük. Az ionerősség (I) az oldatban lévő ionok koncentrációja (c1, c2, c3... ci) és második hatványon (négyzeten) vett töltésének (

,…

) szorzatait összegzi:

31. táblázat. Az ionok mozgékonysága (18°C-on)

Ionok	Mozgékonyság (cm/s)
Kationok
H+	3,3 · 10–3
Na+	4,5 · 10–4
K+	6,8 · 10–4
Cu2+	4,8 · 10–4
Ag+	5,7 · 10–4
Anionok
OH–	1,8 · 10–3
Cl–	6,9 · 10–4
search	6,4 · 10–4
CH3COO–	3,7 · 10–4

Példa

Számítsuk ki a 0,1 mol/dm3 koncentrációjú NaCl, MgCl2 és Al2(SO4) vizes oldatának ionerősségét!

A NaCl vízben két ionra disszociál:

Az ionok koncentrációja és töltése:	c(Na+) = 0,1 mol/dm3;	z(Na+) = 1
	c(Cl–) = 0,1 mol/dm3;	z(Cl–) = 1

A NaCl-oldat ionerőssége:

A MgCl2 vízben három ionra disszociál:

A MgCl2 vízben három ionra disszociál:	c(Mg2+) = 0,1 mol/dm3;	z(Mg2+) = 2
	c(Cl–) = 0,2 mol/dm3;	z(Cl–) = 1.

A MgCl2-oldat ionerőssége:

A Al2(SO4)3 vízben öt ionra disszociál:

Az ionok koncentrációja és töltése:	c(Al3+) = 0,2 mol/dm3;	z(Al3+) = 3
	c( search ) = 0,3 mol/dm3;	z( search ) = 2.

A Al2(SO4)3-oldat ionerőssége:

Az elektrolitok vezetőképessége az ionok száma mellett azok mozgékonyságától is függ, amelyet általában az ionok mérete és töltése határoz meg. Néhány ion mozgékonyságát a 31. táblázat tartalmazza. Látható, hogy a H+, ill. a OH– mozgékonysága kitűnik a többi ion közül. A H+ vizes oldatban H3O+ formában van jelen, a H3O+ mérete alapján a K+-hoz hasonló mozgékonyságú lenne. A H3O+ lényegesen nagyobb mozgékonysága a H3O+ és a vízmolekulák kölcsönhatásának és a folyékony víz nagyszámú molekulára kiterjedő hidrogénkötéseinek tulajdonítható, ami lehetővé teszi a protonok átadását vízmolekulák között (81. ábra). Így a proton ,,ténylegesen” nem teszi meg az elektródhoz vezető utat. Hasonló, csak ellentétes irányú töltésvándorlással magyarázható a OH–-ok nagy mozgékonysága is.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1438aebszk_1059/#m1438aebszk_1059 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1438aebszk_1059/#m1438aebszk_1059)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1438aebszk_1059/#m1438aebszk_1059)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

81. ábra. A hidrogénionok vezetési mechanizmusa vizes oldatban

Tartalomjegyzék

ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
Impresszum
Az Olvasóhoz
chevron_rightÁltalános kémia
- chevron_rightKémiai alapfogalmak
- chevron_rightAz atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
  - chevron_rightA kvantumelmélet alapjai
    - A fény hullámtermészete
    - Az elektronhullámok és a kvantummechanika
  - chevron_rightSzínképek
    - Emissziós és abszorpciós színképek
    - Atomszínképek
  - A hidrogénatom Bohr-féle modellje
  - chevron_rightA kvantummechanikai atommodell
    - Kvantumszámok
    - Atomorbitálok
  - chevron_rightTöbbelektronos atomok elektronszerkezete
    - Az elektronhéjak energiaszintje
    - Az elektronhéjak felépülésének törvényei
  - chevron_rightAz elemek periódusos rendszere
  - chevron_rightPeriodikus tulajdonságok
- chevron_rightA molekulák szerkezete
  - chevron_rightAz elsődleges kémiai kötés alaptípusai
    - A férnes kötés
    - Az ionkötés
    - chevron_rightA kovalens kötés
      - Kovalens kötéshossz és kötési energia
  - chevron_rightÁtmenet a kötéstípusok között
    - Elektronegativitás
  - chevron_rightA kovalens kötés elmélete
    - chevron_rightA vegyértékkötés-elmélet
    - chevron_rightA molekulaorbitál-elmélet
      - Kétatomos molekulák molekulaorbitáljai
      - Többszörös kötések, delokalizált molekulapályák
  - chevron_rightMásodlagos kémiai kötések
- chevron_rightHalmazállapotok
  - chevron_rightGázhalmazállapot
  - chevron_rightFolyékony és szilárd halmazállapot
- chevron_rightOldatok és kolloidok
- chevron_rightA víz és a vizes oldatok
- chevron_rightKémiai egyensúlyok
- chevron_rightKémiai termodinamika
- chevron_rightReakciókinetika
  - chevron_rightReakciósebesség és reakciómechanizmus
  - chevron_rightHőmérséklet és reakciósebesség
    - Ütközési elmélet
    - chevron_rightAz átmeneti állapot (aktivált komplex) elmélete
      - Kémiai reakciók energiaváltozása
  - chevron_rightTöbb elemi lépésből álló reakciók
  - chevron_rightKatalízis
    - Homogén katalízis
    - Heterogén katalízis
- chevron_rightElektrokémia
  - chevron_rightA redoxifolyamatok áttekintése
  - chevron_rightAz elektrokémia alapjai
- chevron_rightA redoxifolyamatok termodinamikája
  - A Nernst-egyenlet
  - Redoxifolyamatok az anyagcserében
- chevron_rightAz elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
chevron_rightBioszervetlen kémia
- chevron_rightKomplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- chevron_rightAz alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- chevron_rightA magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
  - chevron_rightA magnézium bioszervetlen kémiája
    - Magnéziumkomplexek
  - chevron_rightA kalcium élettani szerepe
- chevron_rightAz átmenetifémek komplexei
  - chevron_rightA vas biológiai jelentősége
    - chevron_rightA vas szerepe az oxigénkötésben és az oxigéntranszportban
    - chevron_rightVas–kén fehérjék biológiai funkciói
      - Citokrómok
      - Kataláz, peroxidáz, citokróm-P450
    - chevron_rightVasanyagcsere
  - chevron_rightA réz biológiai jelentősége
    - chevron_rightA réz biokémiai evolúciója. Fontosabb rézfehérjék
    - chevron_rightRézfehérjék az elektrontranszportban
    - chevron_rightA rézanyagcsere és zavarai
      - Wilson-kór
      - Menkes-kór
  - chevron_rightA cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
    - chevron_rightA cink biológiai funkciói
      - Cinkenzimek szerkezete
      - „Cinkujj” fehérjék szerkezete
  - Metallotioneinek és funkciójuk
  - chevron_rightA molibdén és a mangán biológiai szerepe
    - Molibdénkomplexek
    - Mangánkomplexek
  - A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
  - A platinakomplexek daganatellenes hatása
- chevron_rightAz alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
  - Az alumínium hatása az emberi szervezetre
  - Óncsoport: germánium, ón, ólom
- chevron_rightA szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- chevron_rightA nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- chevron_rightAz oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
  - chevron_rightAz oxigén bioszervetlen kémiája
  - chevron_rightA szelén biológiai jelentősége
    - A szelénvegyületek élettani hatásai
- chevron_rightA halogének bioszervetlen kémiája
chevron_rightIrodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
Rendszám- és atomtömeg-táblázat

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero