الموصلية الكهربائية – قانون كولراوش والمعايرة الموصلية

ماذا تعرض

يوصل المحلول الكهرباء لأن أيوناته تتحرك في المجال الكهربائي. والموصلية σ هي مجموع إسهامات الأيونات كلها: σ = Σλᵢ[Xᵢ]، حيث λᵢ الموصلية المولية الأيونية (قانون كولراوش للهجرة المستقلة). يوصل H⁺ وOH⁻ أفضل كثيرًا من الأيونات الأخرى. الإلكتروليتات القوية تامة التأين، فترتفع σ بما يتناسب تقريبًا مع التركيز؛ أما الإلكتروليتات الضعيفة مثل حمض الإيثانويك فتتأين جزئيًا فقط. وفي المعايرة الموصلية تحل أيونات محل أخرى أو تُزال من المحلول، فتتغير σ على امتداد خطين مستقيمين يلتقيان عند نقطة التكافؤ، دون حاجة إلى كاشف.

طريقة الاستخدام

في تبويب «خلية الموصلية» اختر «المحلول»، واضبط «التركيز»، واضغط «تسجيل». سجّل كلوريد الصوديوم بعدة تراكيز لرسم خط المعايرة، ثم سجّل «عينة الماء A» و«عينة الماء B» لقراءة تركيزيهما. غيّر «الرسم البياني» إلى «Λm مقابل √c (كولراوش)» لمقارنة الإلكتروليتات القوية والضعيفة. في تبويب «المعايرة» اختر نظام المعايرة، وأضف المحلول المعاير بزر «+ 1.0 mL» أو «إضافة تلقائية 1 mL» وسجّل σ بعد كل إضافة. فعّل «مواءمة خطين مستقيمين» لتحديد حجم التكافؤ.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة خلية الموصلية، قانون كولراوش, المعايرة الموصلية
• المحلول في خلية الموصلية حمض الهيدروكلوريك HCl, هيدروكسيد الصوديوم NaOH, كلوريد البوتاسيوم KCl, كلوريد الصوديوم NaCl (قياسي), نترات الفضة AgNO₃, إيثانوات الصوديوم CH₃COONa, حمض الإيثانويك CH₃COOH (ضعيف), الأمونيا NH₃ (ضعيفة), عينة الماء A, عينة الماء B
• تركيز الإلكتروليت 0.1–100 mmol/L
• المعايرة معايرة HCl بـ NaOH, معايرة CH₃COOH بـ NaOH, معايرة HCl بـ NH₃, معايرة NaCl بـ AgNO₃, معايرة H₂SO₄ بـ Ba(OH)₂
• تركيز المحلول المراد معايرته (20.0 mL) 0.01–0.2 mol/L
• تركيز المحلول المعاير في السحاحة 0.05–0.2 mol/L
• إضافة 180 mL من الماء المقطر إلى الكأس
• إخفاء تركيز المحلول المراد معايرته

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تنخفض σ في البداية عند إضافة هيدروكسيد الصوديوم إلى حمض الهيدروكلوريك، مع أن أيونات تُضاف؟
2. لماذا تقترب الموصلية من الصفر تقريبًا عندما يعادل هيدروكسيد الباريوم حمض الكبريتيك؟
3. لماذا نحتاج إلى خط معايرة لتحديد تركيز الملح في عينة من الماء؟