H8: conductometrie
Theorie
Celweerstand – geleidbaarheid
Wat is celweerstand (R):
Wanneer twee Pt-elektroden in een elektrolyt worden geplaatst, maakt het
vloeistofvolume tussen de elektroden deel uit van een elektrische kring
De weerstand van deze vloeistoflaag heet de celweerstand (R)
Eenheid: Ohm (Ω)
Wat is geleidbaarheid (G):
Geleidbaarheid is het omgekeerde van de celweerstand: R -1
Het geeft aan hoe goed de vloeistof elektrische stroom kan geleiden (dus
het “geleidingsvermogen”)
Eenheid: Siemens (S)
Conductometrie
De methode waarbij de geleidbaarheid van een vloeistof wordt gemeten
Het apparaat dat dit doet heet een conductometer
Belangrijke principes bij de meting
Bij de meting wordt een elektrische stroom door de vloeistof gestuurd
De stroom wordt geleid door de ionen in de oplossing (kationen en
anionen)
Om elektrolyse (ontleding van de oplossing) te vermijden, moet:
o de stroom wisselstroom (AC) zijn
o met een geschikte frequentie
Factoren die invloed hebben op de geleidbaarheid (wet van Pouillet)
Geleidbaarheid hangt af van instrumentele factoren (eigenschappen van de
meetopstelling) én eigenschappen van de vloeistof
Instrumentele parameters:
a) Afstand (l) tussen de elektroden [cm]
Hoe groter de afstand tussen de elektroden → hoe groter de
weerstand R → hoe kleiner de geleidbaarheid G
b) Oppervlakte van de elektroden (S)
Hoe groter het elektrodenoppervlak → hoe kleiner de weerstand R →
hoe hoger de geleidbaarheid G
Invloed van deze parameters I en S op de celweerstand weergegeven door de
l
wet van Pouillet: R = ρ ⋅
S
R = weerstand
ρ (rho) = resistiviteit (soortelijke weerstand, eigen aan de stof)
, ℓ = afstand tussen elektroden
S = oppervlak van elektroden
Eigenschappen van de vloeistof
c) Aantal ionen (concentratie) tussen 2 elektroden
Meer ionen = betere geleiding
G stijgt met stijgende elektrolytconcentratie
d) Aard van de ionen tussen de 2 elektroden
Elk ion heeft een verschillende mobiliteit in een wisselend elektrisch
veld
Mobiele ionen → hogere geleidbaarheid
(bv. H⁺ en OH⁻ bewegen zeer snel)
e) Temperatuur en viscositeit
Hogere temperatuur → lagere viscositeit → ionen bewegen sneller →
mobiliteit stijgt → geleidbaarheid stijgt
De conductiviteit (specifieke geleidbaarheid)
Waarom is een gemeten geleidbaarheid (G) niet de echte geleidbaarheid van de
vloeistof?
Wanneer we geleidbaarheid meten, meten we niet een zuivere
vloeistofeigenschap.
We meten de geleiding van het volume vloeistof tussen twee elektroden, en dat
hangt af van:
afstand (ℓ) tussen de elektroden
oppervlak (S) van de elektroden
Dus: G is instrument-afhankelijk
l
Wet van Pouillet: R = ρ
S
kunnen we herschrijven dat de specifieke geleidbaarheid (conductiviteit):
s
G = σ⋅ (σ = conductiviteit of specifieke geleidbaarheid = 1/ ρ
l
Wat is conductiviteit (σ)?
Conductiviteit σ = specifieke geleidbaarheid
Het is de geleiding die de vloeistof zélf heeft, volledig onafhankelijk van
het meetinstrument
σ is dus G herleid tot een standaardcel waarin:
o ℓ = 1 cm
o S = 1 cm²
o Met andere woorden: σ = geleidbaarheid gemeten alsof de cel een
verhouding ℓ/S = 1 cm⁻¹ had.
Hoe bepaal je σ in de praktijk? — De celconstante (K)
Theorie
Celweerstand – geleidbaarheid
Wat is celweerstand (R):
Wanneer twee Pt-elektroden in een elektrolyt worden geplaatst, maakt het
vloeistofvolume tussen de elektroden deel uit van een elektrische kring
De weerstand van deze vloeistoflaag heet de celweerstand (R)
Eenheid: Ohm (Ω)
Wat is geleidbaarheid (G):
Geleidbaarheid is het omgekeerde van de celweerstand: R -1
Het geeft aan hoe goed de vloeistof elektrische stroom kan geleiden (dus
het “geleidingsvermogen”)
Eenheid: Siemens (S)
Conductometrie
De methode waarbij de geleidbaarheid van een vloeistof wordt gemeten
Het apparaat dat dit doet heet een conductometer
Belangrijke principes bij de meting
Bij de meting wordt een elektrische stroom door de vloeistof gestuurd
De stroom wordt geleid door de ionen in de oplossing (kationen en
anionen)
Om elektrolyse (ontleding van de oplossing) te vermijden, moet:
o de stroom wisselstroom (AC) zijn
o met een geschikte frequentie
Factoren die invloed hebben op de geleidbaarheid (wet van Pouillet)
Geleidbaarheid hangt af van instrumentele factoren (eigenschappen van de
meetopstelling) én eigenschappen van de vloeistof
Instrumentele parameters:
a) Afstand (l) tussen de elektroden [cm]
Hoe groter de afstand tussen de elektroden → hoe groter de
weerstand R → hoe kleiner de geleidbaarheid G
b) Oppervlakte van de elektroden (S)
Hoe groter het elektrodenoppervlak → hoe kleiner de weerstand R →
hoe hoger de geleidbaarheid G
Invloed van deze parameters I en S op de celweerstand weergegeven door de
l
wet van Pouillet: R = ρ ⋅
S
R = weerstand
ρ (rho) = resistiviteit (soortelijke weerstand, eigen aan de stof)
, ℓ = afstand tussen elektroden
S = oppervlak van elektroden
Eigenschappen van de vloeistof
c) Aantal ionen (concentratie) tussen 2 elektroden
Meer ionen = betere geleiding
G stijgt met stijgende elektrolytconcentratie
d) Aard van de ionen tussen de 2 elektroden
Elk ion heeft een verschillende mobiliteit in een wisselend elektrisch
veld
Mobiele ionen → hogere geleidbaarheid
(bv. H⁺ en OH⁻ bewegen zeer snel)
e) Temperatuur en viscositeit
Hogere temperatuur → lagere viscositeit → ionen bewegen sneller →
mobiliteit stijgt → geleidbaarheid stijgt
De conductiviteit (specifieke geleidbaarheid)
Waarom is een gemeten geleidbaarheid (G) niet de echte geleidbaarheid van de
vloeistof?
Wanneer we geleidbaarheid meten, meten we niet een zuivere
vloeistofeigenschap.
We meten de geleiding van het volume vloeistof tussen twee elektroden, en dat
hangt af van:
afstand (ℓ) tussen de elektroden
oppervlak (S) van de elektroden
Dus: G is instrument-afhankelijk
l
Wet van Pouillet: R = ρ
S
kunnen we herschrijven dat de specifieke geleidbaarheid (conductiviteit):
s
G = σ⋅ (σ = conductiviteit of specifieke geleidbaarheid = 1/ ρ
l
Wat is conductiviteit (σ)?
Conductiviteit σ = specifieke geleidbaarheid
Het is de geleiding die de vloeistof zélf heeft, volledig onafhankelijk van
het meetinstrument
σ is dus G herleid tot een standaardcel waarin:
o ℓ = 1 cm
o S = 1 cm²
o Met andere woorden: σ = geleidbaarheid gemeten alsof de cel een
verhouding ℓ/S = 1 cm⁻¹ had.
Hoe bepaal je σ in de praktijk? — De celconstante (K)
