Chimie electronică

Consideratii teoretice

Solutii de electroliti. Din punct de vedere al comportarii substantei dizolvate, solutiile se pot clasifica in solutii de neelectroliti si solutii de electroliti. In solutie, neelectrolitii se gasesc sub forma de molecule sau asociatii de molecule.

Electrolitii sau conductorii de ordinul II sunt substante care in stare topita sau prin dizolvare intr-un solvent polar conduc curentul electric cu transport de materie, deoarece se desfac in particule cu sarcini electrice pozitive sau negative, numite ioni. Procesul de desfacere sub forma de ioni mobili a electrolitilor poarta numele de disociere electrolitica si are loc anterior si independent de trecerea curentului electric.

Proprietatea unui electrolit de a conduce curentul electric se numeste conductibilitate electrica, iar marimea fizica asociata fenomenului se numeste conductivitate.

Tipuri de electroliti:

- Reali

- Potentiali

Electrolitii reali sau ionofori in stare solida cristalizeaza in retea ionica (de exemplu: NaCl, KCl) si deci, ionii preexista in reteaua cristalina. Legatura ionica din cristale poate fi stabilizata fie prin topirea substantei si astfel, rezulta o topitura ionica conductoare, fie prin dizolvarea intr-un solvent polar adecvat, cand ionii trec in solutie, ca urmare a interactiunii lor cu moleculele dipolare din solvent, prin formare de legaturi ion-dipol, rezultand ioni solvatati (hidratati, daca solventul este apa).

De exemplu: (4.1)

Electrolitii potentiali sau ionogeni, in stare solida cristalizeaza in retele moleculare. In nodurile retelei cristaline sunt moleculele polare, formate din atomi legati covalent. Ionii apar la dizolvarea electrolitului in apa sau in alt solvent polar, ca urmare a accentuarii polaritatii legaturii covalente si a ruperii ei, sub actiunea moleculelor polare de solvent.

De exemplu: (4.2)

legatura covalenta polara

Electrolitii ionofori disociaza complet in ioni atunci cand sunt dizolvati in solventi polari. Cei ionogeni disociaza complet cand polaritatea legaturii covalente este mare si partial, cand polaritatea legaturii este mica.

Proprietatea solutiilor de electrolit de a conduce curentul electric poate fi caracterizata si evaluata cantitativ prin conductivitatea lor electrica.

Solutiile de electrolit sunt conductori ionici (de ordin II) si la fel ca in cazul conductorilor de ordin I li se aplica legea lui Ohm :

(4.3)

unde, E - tensiunea exprimata in volti, [V];

R - rezistenta exprimata in Ohm, [?];

I - intensitatea curentului exprimata in amperi [A].

Rezistenta conductorilor de ordin I (conductori electronici sau metalici) este data de relatia:

(4.4)

unde, ? - rezistivitatea sau rezistenta specifica, [?*cm]; l - lungimea conductorului sau distanta dintre electrozi, [cm]; S - sectiunea conductorului, [cm2].

Din relatia (1.4) se obtine :

(4.5)

Conductanta, G este marimea inversa rezistentei, R si se exprima in [?-1] sau Siemens [S].

(4.6)

Conductivitate, ? este marimea inversa rezistivitatii, ? si se exprima in [?-1cm-1] sau [Scm-1] si reprezinta conductanta unui cm3 de solutie de electrolit ce se gaseste intre electrozii inerti avand aceeasi suprafata de 1cm2 si aflati la distanta de 1cm.

Electrochimie