المحلول الشاردي

هو محلول مائي ناقل للتيار الكهربائي لإحتواءه على شوارد موجبة و سالبة

التركيز المولي للشوارد في محلول

في محلول ذو صيغة $X_aY_b$ تركيزه المولي C تكتب معادلة تفاعله بالشكل الآتي:

$X_aY_b \rightarrow aX^{p+} + bY^{m-}$

نحصل على التركيز المولي لشوارده ب:

$[X^{p+}] = \frac{n(X^{p+})}{V} = a\times C$

$[Y^{m-}] = \frac{n(Y^{m-})}{V} = a\times C$

n: كمية المادة بالمول

$[Y^{m-}]$: تركيز الشاردة السالبة

$[X^{p+}]$: تركيز الشاردة الموجبة

V: حجم المحلول باللتر

الناقلية النوعية

هي قيمة ثابتة تميز المحلول الشاردي رمزها σ و وحدتها S/m. للناقلية النوعية علاقة طردية مع التركيز المولي للمحلول و الناقلية النوعية المولية λ بحيث

$\sigma = \lambda_{X^{p+}} \times [X^{p+}] + \lambda_{Y^{m-}} \times [Y^{m-}]$

$\lambda$: الناقلية النوعية المولية الشاردية $Sm^2/mol$

$[Y^{m-}]$: تركيز الشاردة السالبة

$[X^{p+}]$: تركيز الشاردة الموجبة

خلية قياس الناقلية

لقياس ناقلية محلول شاردي نستعمل خلية قياس الناقلية, هي عبارة عن صفيحتين معدنيتين ندعوهما لبوسي الخلية ذات مساحة S بالمتر مربع m2 متساوية و البعد بينهما L وحدته المتر m.

تتميز الخلية بثابت يدعى ثابت الخلية رمزه K و وحدته المتر m بحيث

$K=\frac{S}{L}$

الناقلية

هي مقدار فيزيائي يعبر عن ناقلية التيار الكهربائي للتيار الكهربائي رمزها G و وحدتها السيمنس S, تعرف أيضا بأنها مقلوب المقاومة

$G= \frac{1}{R}=\frac{I}{U}$

G: الناقلية وحدتها السيمنس S

R: المقاومة وحدتها الأوم $\Omega$

I: شدة التيار الكهربائي وحدته الأمبير A

U: التوتر الكهربائي وحدته الفولط V

$G= \sigma \times K$

$\sigma$: الناقلية النوعية بال: S/m

K: ثابت الخلية بالمتر

تطبيق 1 ★★★★★

نذيب كتلة من حمض الأزوت $HNO_3$ النقي في حجم 200mL من الماء المقطر. ننمذج التحول بمعادلة التفاعل التالية:

$HNO_3+H_2 O → H_3O^+ + NO_3^-$

قصد دراسة ناقلية هذا المحلول نركب دارة كهربائية على مولد (GBF) جهاز فولط متر الذي يشير إلى 1V و جهاز أمبير متر الذي يشير إلى القيمة 16.856mA.

نضع داخل المحلول خلية قياس الناقلية التي تتكون من صفيحتين متماثلتين و متوازيتين مساحة كل منهما $S= 16 cm^2$ و البعد بينهما L= 4cm

1. أرسم مخطط الدارة المستعملة
2. أحسب قيمة الناقلية G
3. أحسب قيمة ثابت الخلية
4. أحسب الناقلية النوعية
5. أحسب التركيز المولي للمحلول
6. استنتج تركيز الشوارد الموجودة في المحلول
7. أحسب كتلة الحمض المذابة في الماء المقطر

معطيات: $λ_{NO_3^- }=7.14 mS.m^2/mol,λ_{H_3O^+ }=35 mS.m^2/mol,M_H=1g/mol ,M_N=14g/mol ,M_O=16g/mol$