http://www.chem1.com/acad/webtext/virtualtextbook.html
http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-b01-brine.htm
http://www.chem1.com/acad/webtext/elchem/ec1.html
Jony dodatnie = zręby atomowe,
zajmują trwałe miejsca w sieci
krystalograficznej, nie poruszają się, nie
biorą udziału w przewodzeniu prądu.
Elektrony swobodne = elektrony
powłoki walencyjnej jonów
dodatnich, ich uporządkowany
ruch = przepływ prądu.
nieruchome jony dodatnie
elektrony walencyjne
http://www.castrolprofessionalacademy.pl/upload/files/strefa_wiedzy/prad.pdf
(fot. Materialscientist, Licencja 3.0 Wikimedia Commons)
http://odkrywcy.pl/query,przewodnictwo,szukaj.html?_ticrsn=3&smg4sticaid=610068
Atomy węgla w warstwie grafitu – wszystkie wykazują
hybrydyzację sp
2
, wiązania między atomami węgla są
kowalencyjne, ale każdy atom posiada niesparowany
elektron na nieshybrydyzowanym orbitalu p –
stąd przewodnictwo prądu
0.335 nm
0.142 nm
Niesparowany elektron
na nieshybrydyzowanym
orbitalu p –
odpowiedzialny za
przewodzenie prądu
Materiał
Wielkość
przewodności
[Ω
-1
m
-1
]
Przewodniki
jonowe
Kryształy jonowe
< 10
-16
– 10
-2
Elektrolity stałe
10
-1
– 10
3
Roztwory elektrolitów
10
-1
– 10
3
Przewodniki
elektronowe
Metale
10
3
– 10
7
Półprzewodniki
10-
3
– 10
4
izolatory
<10
-10
Przewodnictwo
jonowe
Przewodnictwo
elektronowe
Nośnikami ładunku są jony
(roztwory lub stan stopiony)
Nośnikami ładunku są elektrony
Przewodzenie (transfer)
ładunków pociąga ze sobą zmiany
fizyczne i chemiczne
Przewodzenie (transfer)
ładunków pociąga ze sobą tylko
zmiany fizyczne
Transport masy = przepływ jonów
o danej masie
Brak transportu masy
Wzrost temperatury –
spadek
oporu na skutek
spadku lepkości
– wzrost przewodności
Wzrost temperatury –
wzrost
oporu na skutek większych
wibracji jąder atomowych
– spadek przewodności
rozważania na temat szeroko
rozumianych reakcji utlenienia-redukcji
(redoksowych)
procesy związane z przeniesieniem ładunku
elektrycznego przez roztwór elektrolitu
•
Kontrola czystości wody stosowanej we wszystkich procesach przemysłowych, związanych z produkcją. Kontrola jakości wody ma kluczowe
znaczenie w procesie przygotowywania produktów medycznych oraz w syntezie substancji leczniczych np. w okulistyce itp.
•
Oznaczanie hematokrytu – najtańsza metoda
•
Przemysł spożywczy np. mleczarski. W tym przypadku pomiar przewodności stosowany jest podczas szybkich testów mleka (czy np. nie
pochodzi od chorych zwierząt).
•
Na podstawie pomiarów konduktometrycznych określa się zawartość tłuszczu i protein w śmietanie i mleku.
•
W przemyśle cukrowniczym – w kontroli stężenia mleka wapiennego oraz zawartości sacharozy w roztworach cukrowo-wapiennych.
•
W kontroli stanu wód morskich – określanie stopnia zasolenia.
•
W gospodarce wodo-ściekowej
•
Konduktometryczne bioczujniki do monitorowania podstawowych substancji uczestniczących w metaboliźmie przydatne w opiece
szpitalnej, chirurgii, opiece domowej nad chorymi oraz w laboratoriach analitycznych. Biosensory w oznaczaniu mocznika w analizach krwi
in vitro
, np. w chirurgii nerkowej oraz w nadzorowaniu dializy.
•
Elektroforeza kapilarna - metoda analityczna znana jako opiera się na zjawisku elektroforezy, czyli migracji w polu elektryczny ma szerokie
zastosowanie w badaniach aminokwasów, nukleotydów, witamin, farmaceutyków, węglowodorów aromatycznych, pozostałości po
eksplozjach, itp. Możliwa jest także analiza próbek o złożonych matrycach, np. krwi i moczu. Elektroforeza kapilarna bardzo szybko została
zaadaptowana do badań prowadzonych dla celów sadowych. Stało się to przede wszystkim dzięki analizom z dziedziny biologii
molekularnej i potrzeb identyfikacji osób na podstawie wyników analizy DNA. Ponadto możliwe jest zbadanie składu chemicznego
substancji w postaci proszków bądź tabletek, w celu określenia zarówno zawartości głównych składników (często narkotyków) jak i
zanieczyszczeń, pomocnych w ustaleniu sposobu produkcji i pochodzenia analizowanej substancji. W toksykologii sadowej najczęściej
istnieje potrzeba identyfikacji i oznaczenia leków, narkotyków, ich metabolitów oraz innych potencjalnych trucizn w materiale
biologicznym, zarówno posekcyjnym, jak i we krwi, moczu, ślinie i włosach pobranych od osób żyjących. Jak dotychczas z powodzeniem
zastosowano CE do oznaczania: heroiny oraz jej zanieczyszczeń i metabolitów; morfiny, kodeiny, kokainy, LSD, barbituranów,
trójpierścieniowych leków przeciwdepresyjnych, benzodiazepin, kanabinoidów oraz efedryny, amfetaminy, metamfetaminy i ich
pochodnych badaniach śladów powystrzałowych (GSR – Gun Shot Residues), powybuchowych oraz samych materiałów wybuchowych.
Rozdzielanie i oznaczanie typowych jonów obecnych w materiałach powybuchowych. Innym zastosowaniem analizy jonów metoda
elektroforezy kapilarnej jest wyznaczanie czasu zgonu na podstawie stężenia jonów potasowych w płynie z gałki ocznej. Wykrywania
śladów śliny i nasienia w różnych matrycach na podstawie oznaczania charakterystycznych białek oraz procedury oznaczania markerów
choroby alkoholowej w surowicy. Możliwa jest także analiza materiałów kryjących występujących w drukarkach atramentowych.
przyłożone napięcie
[V] - Volt
natężenie płynącego
prądu
[A] - Amper
http://www.castrolprofessionalacademy.pl/upload/files/strefa_wiedzy/prad.pdf
Dla przypomnienia:
gdzie Coulomb
to ładunek elementarny elektronu
Natężeniem prądu elektrycznego to wielkość, która opisuje „intensywność” ruchu ładunków
elektrycznych podczas zjawiska przepływu prądu elektrycznego.
Zmiany natężenia prądu elektrycznego w czasie.
Jeżeli warunki przepływu prądu elektrycznego będą niezmienne (ze strony zastosowanego przewodnika) to wartość prądu elektrycznego
(natężenie I) zależy od wartości i zmian napięcia (U) na zaciskach źródła energii elektrycznej.
Dlatego możemy wyróżnić :
1. Prąd stały - o stałym, niezmiennym natężeniu prądu elektrycznego w czasie.
W konsekwencji kierunek przepływu prądu, a więc i kierunek ruchu elektronów jest stały!!!
2. Prąd zmienny - o zmiennym natężeniu prądu elektrycznego w czasie, możemy także tu także wyróżnić prąd jedno i
dwukierunkowy.
W konsekwencji przepływu prądu dwukierunkowego zmiennego przez przewodnik elektrolityczny, zmienia się kierunek
pola elektrycznego, a więc i kierunek przepływu jonów elektrolitu. Sam fakt ruchu określonej liczby ładunków przez
przekrój takiego przewodnika elektrolitycznego stanowi o przewodzeniu prądu!
Zastosowanie prądu stałego do pomiaru oporu
elektrolitu prowadzi do jego rozkładu (elektroliza),
a tym samy prowadzi do polaryzacji elektrod.
Przewodnictwo to zjawisko, a przewodność to obliczana wielkość.
=
=
∙
∙
∙
=
∙
∙
0
20
40
60
80
100
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Temperatura 18
o
C
NaOH
KCl
NaCl
H
2
SO
4
K
o
n
d
u
k
ty
w
n
o
œ
æ
e
le
k
tr
o
lit
yc
z
n
a
[
S
/c
m
]
Koncentracja %[wag.]
CH
3
COOH
http://www.askiitians.com/iit-jee-chemistry/physical-chemistry/electrolytic-conductance-molar-conductance-and-specific-conductance.aspx
KCl
BaCl
2
NiSO
4
CH
3
COOH
Stężenie
P
rz
e
w
o
d
n
o
ść
m
o
lo
w
a
P
rz
e
w
o
d
n
o
ść
m
o
lo
w
a
ęż
KCl
(mocny elektrolit)
CH
3
COOH
(słaby elektrolit)
