Conducibilita' delle soluzioni

Per un qualsiasi conduttore, si definisce conducibilita' o conduttanza (simbolo $\Lambda$) l'inverso della sua resistenza $R$:

$$\Lambda=\frac{1}{R}$$ (3.1)

L'unita' di misura della conducibilita' e' il Siemens (simbolo $S$): $1\;S=1\;\Omega^{-1}$. La resistenza di un conduttore di sezione $S$ e lunghezza $l$ e' data da:

$$R=\rho\frac{l}{S}$$ (3.2)

$\rho$ viene detta resistivita' o resistenza specifica. Sostituendo nell'equazione (3.1) si ottiene:

$$\Lambda=\chi\frac{S}{l}$$ (3.3)

$\chi\left(=1/\rho\right)$ viene detta conducibilita' specifica. Le sue dimensioni sono $S/cm$.

Nel caso di una soluzione elettrolitica, il ``conduttore'' e' costituito da un ``tubo liquido'' compreso fra due elettrodi di area $S$ e posti ad una distanza pari ad $l$ (figura 3.1). I portatori di carica in tale conduttore sono le specie ioniche presenti in soluzione.

Figura 3.1: Schematica rappresentazione di un conduttore elettrolitico

Di fatto il rapporto $S/l$ che compare nella definizione di $A$ e' una caratteristica della cella conduttimetrica ed e' legato alla sua geometria e alla natura fisica degli elettrodi. Viene percio' detto costante di cella ed indicato generalmente col simbolo $K$. Le sue dimensioni sono ovviamente $cm$:

$$\Lambda=\chi{K}$$ (3.4)

Appare evidente che la conducibilita' di una soluzione dipende dalla geometria della cella impiegata per la sua misura ($K$) e da un parametro ``intrinseco'' ($\chi$), indipendente da fattori strumentali e in relazione con la natura e concentrazione delle specie ioniche presenti in soluzione.

La conducibilita' specifica dipende da svariati fattori che intervengono nel meccanismo della conduzione elettrolitica:

Concentrazioni ioniche

I trasportatori di corrente nelle soluzioni sono gli ioni. La conducibilita' specifica dipendera' dunque dalla loro concentrazione e, per elettroliti deboli, dal grado di dissociazione.

Cariche ioniche

A parita' del resto, e' chiaro che uno ione bivalente trasporta una quantita' di elettricita' doppia rispetto ad uno ione monovalente.

Velocita' di migrazione degli ioni

E' legata al rapporto carica/raggio, alla massa, alle interazioni ione-ione o ione-solvente e alla viscosita' del solvente. E' chiaro che una maggiore velocita' di migrazione ionica implica una maggiore conducibilita' specifica.

Pressione e temperatura

La pressione influenza (molto poco) la viscosita' del mezzo. La temperatura influisce sulla velocita' di migrazione (in ragione di $1-3\%$ per ogni grado Kelvin) e sul grado di dissociazione degli elettroliti deboli.