Електропровідність К - величина, зворотна електричному сопротівленіюR. Так як
R = r. то К = × = k,
де r - питомий електричний опір; l - відстань між електродами; S - площа електрода; k - питома електропровідність.
Питома електропровідність k рідини - це електропровідність одного кубічного сантиметра розчину, що заповнює простір між плоскими електродами однакової, дуже великої площі, що знаходяться на відстані 1 см. Кубічний сантиметр розчину повинен знаходитися далеко від кордонів електрода. [K] = Ом -1 × см -1. Вимоги до електродів (плоскі, паралельно розташовані) випливають з необхідності створення однорідного електричного поля.
Крива залежності питомої електропровідності розчинів від концентрації зазвичай має максимум (чітко виражений для сильних електролітів і згладжений для слабких), як показано на рис. 5. Наявність максимумів на кривих k - з можна пояснити наступним чином. Електропровідність зростає пропорційно числу іонів, яке, в свою чергу, зростає з концентрацією, але існують і чинники протилежної дії. У концентрованих розчинах сильних електролітів іонна атмосфера істотно зменшує швидкість руху іонів, і електропровідність падає. У слабких електролітах щільність іонної атмосфери мала і швидкість руху іонів мало залежить від концентрації, однак зі збільшенням концентрації розчину помітно зменшується ступінь дисоціації, що призводить до зменшення концентрації іонів і падіння електропровідності.
k сильний електроліт слабкий електроліт з Рис. 5. Залежність питомої електропровідності від концентрації електроліту
l сильний електроліт слабкий електроліт з Рис. 6. Залежність еквівалентної електропровідності від концентрації електроліту
Питома електропровідність залежить від температури. Залежність дається емпіричним рівнянням
де a, b - температурні коефіцієнт електропровідності; k25 (k18) - стандартне значення. Коефіцієнт a залежить від природи електроліту; він дорівнює для сильних кислот 0,0164, для сильних лугів 0,0190, для солей 0,0220. У разі слабких електролітів a більше, ніж для сильних. Коефіцієнт b збільшується закономірно з зростанням a; їх зв'язок передається емпіричним рівнянням
b = 0,0163 (a - 0,0174).
Слід зазначити, що температурні коефіцієнти електропровідності водних розчинів і в'язкості води близькі за своєю величиною, але протилежні за знаком. Це свідчить про те, що збільшення питомої електропровідності зі зростанням температури пов'язано, головним чином, зі зменшенням в'язкості розчину.
Еквівалентна електропровідність l [в см 2 / (г-екв × Ом)] - це електропровідність такого обсягу (j см 3) розчину, в якому міститься 1 г-екв розчиненої речовини; розчин заповнює простір між плоскими електродами однакової, дуже великої площі, що знаходяться на відстані 1 см.
Знайдемо зв'язок між k і l. Уявімо собі занурені в розчин паралельні електроди на відстані 1 см, мають досить велику площу. Електропровідність розчину, укладеного між поверхнями таких електродів, що мають площу, рівну j см 2. і є еквівалентна електропровідність розчину. Обсяг розчину між цими площами електродів дорівнює j см 3 і містить 1 г-екв солі. Величина j, рівна 1000 / з см 3 / г-екв, називається розведенням. Таким чином,
Залежність еквівалентної електропровідності від концентрації:
1. Залежність l - с. зі збільшенням з величина l зменшується спочатку різко, а потім більш плавно (див. рис. 6).
2. Залежність l -. для сильних електролітів в області малих концентрацій дотримується повільне лінійне зменшення l зі збільшенням. що відповідає емпіричної формулою Кольрауша (закону квадратного кореня), див. рис. 7, а:
l ¥ - гранична еквівалентна електропровідність при нескінченному розведенні (з ® 0, j ® ¥); А - емпірична постійна. При кілька вищих концентраціях сильних електролітів краще згоду з досвідом дає рівняння, відоме під назвою закону кубічного кореня:
Для розбавлених розчинів слабких електролітів справедливо рівняння
lg l = const - lg c.
3. Залежність l - j. значення l сильних електролітів зростає зі збільшенням j і асимптотично наближається до l ¥. Для слабких електролітів значення l також зростає зі збільшенням j, але наближення до межі і величину межі в більшості випадків практично не можна встановити (рис 7, б).
Мольная електропровідність електроліту m - це твір еквівалентної електропровідності на число грам-еквівалентів в 1 моль дисоціюють речовини.
Все вищесказане стосувалося електропровідності водних розчинів. Для електролітів з іншими розчинниками розглянуті закономірності зберігаються, але є і відступу від них, наприклад, на кривих l - з часто спостерігається мінімум (аномальна електропровідність).