3-2 4) 電解質のモル電導度(伝導率)と、濃度による変化







電解質溶液(食塩水とか)は
溶媒中で溶質がイオンに電離している溶液といえます。

このような溶液中では、イオンが移動することで電気伝導性を示します。
電気伝導率は、溶液のモル濃度が高ければ高いです。


ここで、モル伝導率Λ(ラムダ)とは
1molあたりの電気伝導率です。

式で表すと下のようになります。
Λ=κ/c
です。
(κ(カッパ)は、電気伝導率です。cはモル濃度です。)


Λは溶質の種類で一定ではないかと思われますが
実際に測定をしてみると1つ特徴があります。
すなわち、濃度が上がるとΛが小さくなるという特徴です。


さらにこのΛの減少のしかたは
強電解質と、弱電解質で大きく異なります。


特徴的なのは強電解質で
横軸に、縦軸にΛを取ると、直線関係となります。
これをコールラウシュの法則と呼びます。

又、強電解質においては
1つの例外を除いてΛの値は、原子核の大きさに比例します。

例として LiCl と、NaCl があったとしたら、NaCl の方がモル伝導率が高くなります。
それぞれ電離した時に Li よりも Na の方が原子核が大きい
→水和されにくい
→水はそんなに電気伝導率が高いものではない
→電気伝導率が高い
という理屈によります。

例外は HCl のような、H分子が電離する場合です。
H+が電離する場合は、他と比べてモル伝導率が一番高くなります。
(やはり、濃度の増加と共に、コールラウシュの法則に従って伝導率が落ちることは落ちます。)
この理由としては、H+が水分子間を
跳躍伝導のような形で伝わっていくことができるためです。


弱電解質では、相当低濃度の時は
Λがかなり大きな値を示しますが
濃度増加に伴い解離度αが低下し
ほとんど分子形で存在してしまうことから
Λは急に減少します。