影响电导率的电解电导因素

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介绍

将“电解质”和“传导”或“导体”这两个词结合起来，就形成了“电解电导”这个短语。首先了解每个术语的含义至关重要。电解质是指溶解在极性溶剂（如水）中时会产生电的物质。这些电解质在固态下不能导电；它们必须是水溶液或熔融状态。电解是指在电流通过时将这些化合物溶解在溶剂中的过程。“电导”或“导体”是电解电导的第二个最重要的词。电解传导的研究对于理解更复杂的主题（如电、电池或其他电气设备）至关重要。

最后，请记住，电解电导可以被定义为任何促进自由移动离子运动的溶液。该过程的不同方面可以帮助提高离子解离的程度，从而提高电解电导。

电解

电解是通过电流使物质发生化学成分变化的过程。在化学转变过程中，物质会失去或获得电子，具体取决于物质本身。该过程在电解池中进行，电解池是一种设备，由带正电和带负电的电极组成，电极彼此分离并浸没在含有带相反电荷离子的溶液中。需要改变的物质可以构成溶液、电极，也可以溶解在溶液中。带负电的电极接收电流；溶液的成分移动到该电极，与电子结合并发生还原反应。

结果可能是全新的分子。此外，溶液中的原子会移动到另一个电极，释放它们的电子，并经历称为氧化的变化，在此过程中它们会变成中性元素。如果电极是需要改变的物质，则该过程涉及电极通过释放电子而溶解。

电解在许多冶金过程中都有应用，例如从矿石中电解精炼金属和电镀。熔融氯化钠可以电解生成氯气和金属钠，而氯化钠的水溶液可以电解生成氢氧化钠和氯气。水可以电解生成氢气和氧气。

什么是电解质？

某些化合物在溶解于水中时会发生化学或物理变化，从而在溶液中形成离子。这些物质属于一类称为“电解质”的物质。

非电解质是指溶解时不形成离子的物质。强电解质是指完全电离的物质。弱电解质是指只有一小部分溶解并形成离子的物质。

物质必须包含自由移动的带电粒子才能导电。在大多数情况下，电是通过金属线导电的，在这种情况下，电子是移动的带电粒子。如果溶液中存在溶解的离子，它也可以导电，并且电导率随着离子浓度的增加而增加。

可以通过在溶液中放置电极并施加电压来确定溶解离子的相对浓度。这可以通过测量电流来定量进行，也可以通过观察电路中灯泡的亮度来定性进行。

OpenStax，CNX Chem 11 02 电解质，CC BY 4.0

影响电解电导的因素

影响电解电导的因素如下：

离子浓度

影响电解电导率的关键因素是离子浓度。离子的浓度会影响溶液的电导率。随着更多电荷载流子的可用性和电解质电导率的增加，离子浓度也会增加。相反，如果离子浓度降低，则电解质的电导率将降低。

电解质类型

强电解质和弱电解质在溶液中都发生完全电离，而弱电解质则不会。例如，𝐾𝑁𝑂3 是强电解质，而 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 是弱电解质。

离子的尺寸

离子的尺寸决定了电解质的电导率，离子越大，电导率越低。因此，可以说离子的尺寸与其电导率成反比。

温度

电解质在溶液中的溶解量取决于温度。研究发现，较高的温度可以提高电解质的溶解度，进而提高离子浓度，从而提高电解传导速率。电解质的电导率至关重要；对该性质的研究为众多技术的开发奠定了基础，包括电池和其他设备。

溶剂类型

影响电解电导率的第五个因素是溶剂类型。溶剂类型极性越高，电导率越高。

电解电导的工作原理

电解电导是指电流通过电解质的难易程度。电解电导与导体的横截面积和电解质浓度成反比。

惠斯通电桥电路可用于测量导体的电解电导。当电桥的两臂之间的电位差相等时，电桥处于平衡状态。然后，导体的电解电导与通过电桥的电流成正比。

等电导用于描述和表示电解电导。当电导达到最大值时，溶液达到无限稀释，这意味着电解质中的每个分子都分解成离子，导致阳离子和阴离子的电导。

唯一发生离解的电解质导体是强电解质导体，因为它们由强碱和强酸组成。还有强电解质导体和弱电解质导体。许多无机盐，包括碘化钾、二氧化硫和盐酸，都是有效的电解质导体。弱电解质导体是指仅部分或少量离解的导体，因此只能传递有限量的能量。与强电解质导体不同，弱电解质导体由弱碱和弱酸制成。最常见的电解质包括钙、钾、钠、镁和氯。铜、银、铝和金是有效的电导体的几个例子。

结论

电解质是在水中溶解时会产生离子的物质。电解质可以是溶解时会解离成其组成阳离子和阴离子的离子化合物，也可以是与水发生化学反应形成离子的共价化合物。当这些离子携带电流时，称为电解电导。电解电导取决于不同的因素，如离子的浓度和类型、温度等。电解电导使用惠斯通电桥进行测量。

常见问题

1. 谁发现了电解质？

斯凡特·阿伦尼乌斯发现了电解质，并在 1903 年提出了水溶液中电解质离解理论。

2. 谁提出了电解？

迈克尔·法拉第最初发表了两条定量规则，称为法拉第电解定律。

3. NaCl 是弱电解质吗？

不是，NaCl 是强电解质，因为它可以在极性溶剂中完全电离。

4. 电解电导的原因是什么？

电解质中存在的离子是导致其电导率的唯一因素。如果离子浓度较高，则电解质的电导率将较高。

5. 金属导体和电解质导体有什么区别？

金属导体 - 这些是具有可用于导电的自由电子的金属，使其成为极好的热和电导体。包含用于传导的离子的导体称为电解质导体。