Conducibilità elettrica
in soluzioni elettrolitiche
Acqua + acido, base, sale
Osservazioni sperimentali
Leggi della conducibilità
ipotesi interpretativa
pila
lampada
L
c
Cella con soluzione elettrolitica X a concentrazione variabile
Elettrodi con superficie immersa costante
Temperatura ambientale costante
Distanza elettrodi costante
La luminosità varia in funzione diretta con la concentrazione
pila
lampada
L
T°
Cella con soluzione elettrolitica X a concentrazione costante
Elettrodi con superficie immersa costante
Temperatura ambientale variabile
Distanza elettrodi costante
La luminosità varia in funzione diretta con la temperatura
L
pila
lampada
L
d
d
Cella con soluzione elettrolitica X a concentrazione costante
Elettrodi in movimento , con superficie immersa costante
Temperatura ambientale costante
Distanza elettrodi variabile
La luminosità varia in funzione inversa con la distanza
pila
lampada
L
s
Cella con soluzione elettrolitica X a concentrazione costante
Elettrodi in movimento , con superficie immersa variabile
Temperatura ambientale costante
Distanza elettrodi costante
La luminosità varia in funzione diretta con superficie immersa
L
x
C
L
Y
C
La luminosità (conducibilità) , a parità di distanza degli elettrodi, superficie
immersa, temperatura, concentrazione, varia con la natura dell’elettrolita
pila
lampada
L
C,T,S,1/D
X
Y
Cella con soluzione elettrolitica X,Y a concentrazione costante
Elettrodi con superficie immersa costante
Temperatura ambientale costante
Distanza elettrodi costante
La luminosità varia in funzione della natura dell’elettrolita
L = f(c,s,t,1/d), (x, y)
Ipotesi
le molecole di un elettrolita (es. HCl) poste in acqua
si separano in due componenti cariche con segno opposto:
positiva (catione H+ ) , negativa (anione Cl-)
che vengono attratte dai poli di carica opposta collegati al generatore di
corrente continua, catodo (negativo), anodo (positivo)
Il catodo cede elettroni ai cationi che si neutralizzano (riduzione)
l’anodo riceve elettroni dagli anioni che si neutralizzano(ossidazione)
Gli elettroni vengono trasferiti nel circuito esterno dall’anodo al catodo:
passando per l’utilizzatore (lampada) incontrano resistenza e come
effetto termico appare la luminosità
+
-
Molecole di elettrolita neutro si trasfornano in ioni positivi e negativi
I cationi (positivi) migrano verso il catodo(negativo)
gli anioni (negativi) migrano verso l’anodo(positivo)
I cationi acquistano elettroni dal catodo e si riducono (neutri)
gli anioni cedono elettroni all’anodo e si ossidano (neutri)
catodo
anodo
Elettrodi mobili
a
Gli elettroni ceduti all’anodo vengono riportati al catodo per azione della
batteria:il circuito si completa:dal catodo gli elettroni passano in soluzione
riducendo i cationi; all’anodo gli elettroni vengono ricevuti dagli anioni e
mediante la batteria sono restituiti al catodo
catodo
anodo
Elettrodi mobili
a
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve aumentare
se aumenta il numero di ioni che interagiscono agli elettrodi
se aumenta la superficie immersa perché favorisce la interazione
contemporanea di più ioni con gli elettrodi
se aumenta la temperatura perché aumenta la velocità e frequenza
delle interazioni
se diminuisce la distanza perché diminuisce il tempo impiegato per
raggiungere gli elettrodi
se cambia la natura degli elettroliti perché può variare
il numero di molecole che si trasformano
le cariche portate da ogni ione
100 AC > 60 A+ 60 C- 40 AC
100 AB > 100 A+ 100 B-
100 DF > 100 D++ 100 F--
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve aumentare
se aumenta il numero di ioni che interagiscono agli elettrodi
nello stesso tempo le interazioni sono più numerose
nella soluzione più concentrata
Ioni 1
>
ioni 2
S1
>
S2
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve aumentare
se aumenta la superficie immersa degli elettrodi
perché aumenta il numero di ioni che contemporaneamente
possono interagire
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve aumentare
se aumenta la temperatura
perché aumenta il numero di ioni che contemporaneamente
possono interagire se aumenta la loro velocità nella migrazione
T1
>
T2
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve aumentare
se diminuisce la distanza da percorrere per migrare agli elettrodi
perché aumenta il numero di ioni che contemporaneamente
possono interagire
D1
<
1/D
D2
1/D
È evidente che la intensità della corrente (elettroni circolanti)
circolante deve variare
se varia il numero di molecole che si trasformano;
se varia la carica per ogni ione prodotto
se varia il numero di ioni per ogni molecola
nA
>
1/D
nB
1/D
Al catodo (negativo:riduzione)
A+
A°
All’anodo (positivo:ossidazione)
B-
B°