La conducibilita' specifica

44.  In questa sezione ci occuperemo piu' in dettaglio del termine $\chi$. Come abbiamo detto, esso dipende dalla natura della soluzione elettrolitica: cercheremo quindi di comprendere i fattori che determinano la conducibilita' specifica di una soluzione.

Una corrente elettrica e' dovuta al movimento di cariche elettriche. In un conduttore metallico queste cariche sono gli elettroni, che in un metallo sono liberi di muoversi sotto l'azione di un campo elettrico: i metalli e tutti i conduttori in cui la corrente e' dovuta al movimento degli elettroni si dicono percio' conduttori elettronici.

In una soluzione contenente uno o piu' elettroliti disciolti (ad esempio sali come $NaCl$, $MgSO_4$ etc.) sono presenti ioni. Se alla soluzione viene applicato un campo elettrico, gli ioni si muovono sotto l'azione della forza coulombiana dovuta a tale campo. Il modulo di questa forza e' proporzionale al prodotto del modulo del campo elettrico $E$ e della carica dello ione $Z$: $F\propto{}ZE$. Il verso della forza (cioe' in pratica la direzione in cui uno ione si muove) e' determinato dal segno della carica ionica: gli ioni positivi si muovono nello stesso verso del vettore campo elettrico mentre quelli negativi si muovono in verso contrario. Essendo gli ioni particelle cariche, il loro movimento determina una corrente elettrica. Tutti i conduttori elettrici in cui la corrente e' dovuta al movimento di ioni (e non di elettroni) vengono detti conduttori ionici o elettrolitici.

45.  Abbiamo detto in precedenza che la conducibilita' e' una misura di quanto facilmente un conduttore si fa attraversare da una corrente elettrica. Visto che il passaggio di corrente elettrica in una soluzione e' possibile grazie al movimento degli ioni in essa contenuti, appare chiaro che la conducibilita' specifica di una soluzione sara' tanto maggiore quanto maggiore e' la concentrazione di specie ioniche presenti. Inoltre, a parita' di concentrazione, la conducibilita' specifica sara' tanto maggiore quanto piu' facile e' il movimento degli ioni nella soluzione. Prima di occuparci in dettaglio della dipendenza della conducibilita' dalla concentrazione (che e' l'aspetto per noi piu' interessante), accenniamo brevemente ad alcuni degli altri fattori che la influenzano.

Uno ione in soluzione acquosa e' circondato da un numero variabile di molecole di acqua con cui interagisce tramite forze deboli ione-dipolo: si dice che lo ione e' idratato. La gabbia di solvente che circonda uno ione in soluzione influisce sulla sua velocita' di migrazione sotto l'azione di un campo elettrico. Cio' a sua volta si riflette sulla conducibilita' specifica della soluzione. C'e' da aspettarsi che la conducibilita' specifica diminuisca all'aumentare delle interazioni ione-solvente. Queste dipendono a loro volta da svariati fattori, quali il rapporto carica/raggio degli ioni o la loro eventuale capacita' di instaurare legami idrogeno con l'acqua.

Un altro fattore fisico che influisce sulla conducibilita' di una soluzione modificando la mobilita' ionica e' la viscosita': e' intuitivo che un'elevata viscosita' implica una bassa mobilita' ionica e quindi una bassa conducibilita' specifica della soluzione.

Infine, pressione e temperatura sono altri due fattori da cui la conducibilita' specifica dipende. L'influenza della pressione e' di solito molto piccola (una soluzione e' una fase condensata!). La temperatura influisce sulla velocita' di migrazione in ragione di $1-3\%$ per ogni grado Kelvin.