Conduttività e concentrazione: soluzioni elettrolitiche
La conduttività di una soluzione elettrolitica che si misura in Siemens per metro è la misura della sua capacità a condurre elettricità.
Gli elettroliti contenuti nelle soluzioni sono:
Le soluzioni elettrolitiche sono quindi in grado di condurre corrente elettrica grazie alla loro dissociazione totale o parziale in ioni positivi e negativi.
Nelle soluzioni la corrente elettrica, misurabile per via conduttimetrica, è generata dal movimento degli ioni disciolti che sono dotati di una o più cariche elettriche.
In generale la conduttività elettrica è influenzata della distanza tra gli elettrodi, dall’aumento della superficie immersa degli elettrodi e dalla concentrazione degli elettroliti.
Distanza tra gli elettrodi
Infatti quanto più gli elettrodi sono vicini tanto più rapidamente gli ioni possono raggiungerli. All’aumentare della superficie immersa maggiore è la possibilità che avvengano contemporaneamente un maggior numero di scambi.
Concentrazione
Il fenomeno di trasporto e di scambio di carica è tanto maggiore quanto maggiore è il numero di ioni presenti ovvero la concentrazione della soluzione quindi se l’elettrolita è completamente dissociato la conduttività dovrebbe essere direttamente proporzionale alla concentrazione dell’elettrolita stesso. Tuttavia questo comportamento non è osservato in quanto la conduttività degli elettroliti diminuisce all’aumentare della concentrazione.
La causa principale di questo comportamento apparentemente anomalo è dovuto all’atmosfera ionica: nella misura in cui gli ioni aventi carica opposta hanno maggiore probabilità di trovarsi più vicini a causa della maggiore concentrazione annullando reciprocamente le loro cariche, essi hanno una minore tendenza a migrare sotto l’azione di un campo elettrico.
La concentrazione di una soluzione e la mobilità degli ioni non sono proprietà indipendenti: quando la concentrazione aumenta, infatti, diminuisce la mobilità degli ioni riducendone la velocità di migrazione e, conseguentemente, la conducibilità della soluzione.
La trattazione quantitativa di questi effetti fu formulata dalla teoria di Debye-Huckel negli anni ’20 dello scorso secolo costituendo un valido contributo allo sviluppo della chimica fisica.
