Какие данные нужно знать
Пример исходного набора: Концентрация первого электролита (моль/л) — 0.035 моль/л; Концентрация второго электролита (моль/л) — 0.05 моль/л; Сумма предельных ионных проводимостей первой соли (См·см²/моль) — 130 См·см²/моль; То же для второй соли (См·см²/моль) — 95 См·см²/моль. Каждый из этих параметров участвует в отдельном звене формулы или в преобразовании к измеряемым показателям. Значения приведены как пример расчётного режима, а не как справочные константы для любых материалов.
Другие необходимые значения: Заряд эквивалентного иона первой соли (—) (—); Заряд эквивалентного иона второй соли (—) (—); Коэффициент концентрационной поправки (√(л/моль)) (√(л/моль)); Температурный коэффициент (1/К) (1/К); Температура раствора (°C) (°C). Если величина измерена в иных единицах, её следует привести к указанным в форме до вычисления. Особенно внимательно нужно обращаться с абсолютными температурами, логарифмами активности, электрохимическими эквивалентами и площадью электрода.
Физическая модель и порядок вычисления
Базовая связь имеет вид: κ=[(λ1c1+λ2c2)/1000]·[1−b√I]·[1+α(T−Tref)]. Для растворов двух солей проводимости ионов в первом приближении складываются. Однако рост ионной силы уменьшает подвижность эффективных носителей заряда, а температура может заметно изменить итог даже без изменения состава. Задавать количество переносимых электронов, параметры электролита и характеристики материала нужно в рамках одной согласованной химической постановки.
Сначала вычисляется величина, которая определяет поведение выбранной системы, затем — связанные результаты: напряжение, поток вещества, энергия, масса либо производные показатели в зависимости от вида калькулятора. Вся арифметика выполняется сервером: при некорректных числах, недопустимом диапазоне или физически невозможном сочетании условий формируется сообщение об ошибке, а не произвольный численный ответ. Именно в модели «Проводимость смеси электролитов при изменении температуры» необходимо соотнести расчётные данные с ограничением: Полуэмпирическое разбавленное приближение; суммарные молярные проводимости заданы на одну формульную единицу, заряд используется для оценочного I. Не применять к концентрированным растворам без калибровки.
Пример и чувствительность к исходным данным
При исходном наборе полей получено: «Электропроводность, См/см» = 0.00935499; «Электропроводность, мСм/см» = 9.35499. Эти результаты служат контрольными значениями для проверки реализации формулы. У разных электрохимических систем даже одинаковое по величине напряжение или ток может иметь совершенно разный физический смысл.
Для сравнения изменим только «Концентрация первого электролита (моль/л)» с 0.035 до 0.07245. Тогда «Электропроводность, См/см» = 0.0141217. Другие параметры сохраняются. Такой опыт позволяет увидеть влияние выбранной характеристики отдельно от остальных и не спутать реакцию модели на ввод с погрешностью экспериментальных данных.
Проверка применимости и ошибки измерения
Для данной постановки существенны ограничения: Полуэмпирическое разбавленное приближение; суммарные молярные проводимости заданы на одну формульную единицу, заряд используется для оценочного I. Не применять к концентрированным растворам без калибровки. Если одно из них не выполняется, требуется более подробная модель или дополнительное измерение; большое количество знаков после запятой само по себе не гарантирует физическую точность.
Используйте результаты для предварительного анализа, сравнения режимов и проверки масштабов величин. При расчёте оборудования дополнительно оценивайте неоднородность температуры, состояние поверхности электрода, нестабильность электролита и качество экспериментальных коэффициентов, когда эти эффекты существенны. Для безопасности и инженерного проектирования одних вычислений онлайн недостаточно. Практическая проверка этого расчёта начинается с κ=[(λ1c1+λ2c2)/1000]·[1−b√I]·[1+α(T−Tref)], затем результат сравнивают с лабораторным или паспортным значением.
Формула расчёта
κ=[(λ1c1+λ2c2)/1000]·[1−b√I]·[1+α(T−Tref)]
Проверенные примеры
Концентрация первого электролита (моль/л) = 0.035 моль/л; Концентрация второго электролита (моль/л) = 0.05 моль/л; Сумма предельных ионных проводимостей первой соли (См·см²/моль) = 130 См·см²/моль; То же для второй соли (См·см²/моль) = 95 См·см²/моль; Заряд эквивалентного иона первой соли (—) = 1 —; Заряд эквивалентного иона второй соли (—) = 2 —; Коэффициент концентрационной поправки (√(л/моль)) = 0.22 √(л/моль); Температурный коэффициент (1/К) = 0.018 1/К; Температура раствора (°C) = 32 °C
Электропроводность, См/см = 0.00935499; Электропроводность, мСм/см = 9.35499; Оценка ионной силы, моль/л = 0.235; Концентрационный множитель = 0.893351; Температурный множитель = 1.126
Концентрация первого электролита (моль/л) = 0.07245 моль/л; Концентрация второго электролита (моль/л) = 0.05 моль/л; Сумма предельных ионных проводимостей первой соли (См·см²/моль) = 130 См·см²/моль; То же для второй соли (См·см²/моль) = 95 См·см²/моль; Заряд эквивалентного иона первой соли (—) = 1 —; Заряд эквивалентного иона второй соли (—) = 2 —; Коэффициент концентрационной поправки (√(л/моль)) = 0.22 √(л/моль); Температурный коэффициент (1/К) = 0.018 1/К; Температура раствора (°C) = 32 °C
Электропроводность, См/см = 0.0141217; Электропроводность, мСм/см = 14.1217; Оценка ионной силы, моль/л = 0.27245; Концентрационный множитель = 0.885167; Температурный множитель = 1.126
Концентрация первого электролита (моль/л) = 0.035 моль/л; Концентрация второго электролита (моль/л) = 0.1035 моль/л; Сумма предельных ионных проводимостей первой соли (См·см²/моль) = 130 См·см²/моль; То же для второй соли (См·см²/моль) = 95 См·см²/моль; Заряд эквивалентного иона первой соли (—) = 1 —; Заряд эквивалентного иона второй соли (—) = 2 —; Коэффициент концентрационной поправки (√(л/моль)) = 0.22 √(л/моль); Температурный коэффициент (1/К) = 0.018 1/К; Температура раствора (°C) = 32 °C
Электропроводность, См/см = 0.0138073; Электропроводность, мСм/см = 13.8073; Оценка ионной силы, моль/л = 0.449; Концентрационный множитель = 0.852584; Температурный множитель = 1.126
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите «Концентрация первого электролита» (моль/л) в допустимом диапазоне.
- Введите «Концентрация второго электролита» (моль/л) в допустимом диапазоне.
- Введите «Сумма предельных ионных проводимостей первой соли» (См·см²/моль) в допустимом диапазоне.
- Введите «То же для второй соли» (См·см²/моль) в допустимом диапазоне.
- Введите «Заряд эквивалентного иона первой соли» (—) в допустимом диапазоне.
- Введите «Заряд эквивалентного иона второй соли» (—) в допустимом диапазоне.
- Введите «Коэффициент концентрационной поправки» (√(л/моль)) в допустимом диапазоне.
- Введите «Температурный коэффициент» (1/К) в допустимом диапазоне.
- Введите «Температура раствора» (°C) в допустимом диапазоне.
- Проверьте физические допущения и выходные показатели.