Měrná elektrolytická vodivost (konduktivita)

Nejen pevné látky, ale i kapaliny mají elektrický odpor (rezistanci). V tomto videu se naučíte, jak definovat a měřit měrnou elektrolytickou vodivost (konduktivitu). Vytvořil David Santo Pietro.

Většina pevných látek vykazuje nějaký
elektrický odpor (rezistanci),

když jimi prochází elektrický proud.

Můžeme zavést pojmy
jako měrný elektrický odpor (rezistivita)

nebo měrná el. vodivost (konduktivita),
ale totéž platí pro kapaliny.

Uvažme tuto nádobu plnou tekutiny.
Můžeme změřit její měrný el. odpor.

Teď kdybych vzal baterii
a dal jednu elektrodu sem a jednu sem,

tak jestliže je tu napětí
a tato tekutina je vodivá,

pak by tento proud měl být schopen
projít tekutinou, kterou má v cestě,

na druhou stranu a zpátky nahoru.

Někdy se používá střídavý proud,
jinak může docházet k elektrolýze,

tvoří se tu bublinky a jistým způsobem
to změní danou tekutinu.

Chceme změřit elektrický odpor
a měrný el. odpor této tekutiny.

Občas se používá střídavý proud,
ale toto je obecný princip.

Připojte napětí a začne téct proud.

Jak to můžeme využít ke změření
měrného el. odporu?

Víme, že měrný el. odpor se rovná naměřený
el. odpor krát plocha děleno délka.

A teď vidíme, že délka
je taková problematická.

Ale to si ještě umím představit.
Délka bude prostě tato vzdálenost.

Toto je moje délka,
protože můj „rezistor“ je tato kapalina.

Ale co je moje plocha?

Toto by nebyl dobrý experiment.

Když chceme měřit měrný el. odpor,
co určitě potřebujeme,

je něco, kde máme dobře
definovanou plochu.

Tak se zbavme tohoto.
Představte si, že máte 2 desky.

Vezmete tyto 2 desky,

dáte je do roztoku, u kterého
chcete změřit měrný el. odpor,

takže je dáme sem,
připevníme je zde.

Ty už mají dobře definovanou plochu.
Můžeme je změřit.

Dáme je od sebe na nějakou známou
vzdálenost ‚L‛ a připojíme je k baterii.

Vezmete tuto desku
a připojíte ji na známé napětí

a na druhou stranu připojíte druhou desku.

Jestliže tento roztok, tento elektrolyt
vede elektrický proud,

pak ten proud poteče z této strany
na druhou a můžete změřit tyto veličiny.

Jednoduše změříte délku a povrch.
Dostali jste toto.

Jak změříme elektrický odpor?
Známe napětí.

Známe napětí této baterie nahoře

a můžeme sem přidat ampérmetr,
abychom změřili proud.

Když sem přidám ampérmetr
– ampérmetrem se měří proud –,

můžu použít Ohmův zákon a vím,
že el. odpor je napětí děleno proud,

a když sem dosadím
všechny tyto hodnoty,

dostanu změřenou hodnotu
měrného el. odporu této tekutiny.

Někdy se tomu říká
měrný odpor elektrolytu.

Nebo 1 lomeno měrný odpor elektrolytu
by byla měrná elektrolytická vodivost.

Takže toto by byla
měrná elektrolytická vodivost.

A to byl experimentální způsob měření.

Upřímně, nechcete-li tím vším procházet,
můžete vzít roztok…

Nejdřív sem dejte roztok
o známém měrném el. odporu,

pak můžete udělat toto:
R se rovná (ró L) lomeno A,

když znáte měrný el. odpor
a můžete snadno změřit el. odpor,

můžete spočítat tuto konstantu,
ta bude pořád stejná.

Máte zde pořád stejné desky,
totožnou vzdálenost a totožnou plochu.

Dáte sem jiný roztok,
tím spočítáte toto číslo.

A to číslo se pak už nemění.

Takže, technicky vzato, nemusíte pořád
měřit plochu a tuto vzdálenost,

máte-li nějaký kalibrovaný elektrolytický
roztok o známém měrném el. odporu.

Nebo to můžete použít jinak.

Kdybyste měli roztok
se známým měrným el. odporem,

ale mohly by v něm být nečistoty
nebo rozpuštěné soli nebo něco jiného

a vy byste chtěli znát jejich koncentraci.

Ta totiž přímo ovlivní,
jaký proud bude procházet,

a přímo ovlivní měřenou
měrnou elektrolytickou vodivost.

Když to změříte a vyjde to jinak,
než byste čekali od základního roztoku,

můžete tak zjistit koncentraci
vodivých nečistot v roztoku.