Lexikon der Chemie: Wanderungsgeschwindigkeit
Wanderungsgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit, mit der die solvatisierten Ionen eines Elektrolyten in einem elektrischen Feld zwischen den Elektroden wandern (elektrische Leitfähigkeit). Kationen werden in Richtung der Kathode beschleunigt, Anionen in Richtung der Anode. Der Wirkung der Feldstärke ist die Stokessche Reibungskraft entgegengerichtet, so daß nach einer kurzen Anlaufphase, in der eine beschleunigte Bewegung stattfindet, eine konstante W. der Ionen v resultiert:
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Hierbei bedeuten z die Ladungszahl, e0 die Elementarladung, E die Feldstärke, η die Zähigkeit des umgebenden Mediums, rden Radius des solvatisierten Ions.
Bezieht man die W. auf die Einheitsfeldstärke E von 1 V/cm, erhält man die Größe der Ionenbeweglichkeit u gemäß u= v/E cm2 s-1 V-1. Das Produkt aus Ionenbeweglichkeit und Faraday-Konstante F bezeichnet man als Ionengrenzleitfähigkeit (Ionenäquivalentleitfähigkeit) l gemäß l= u F cm2 Ω-1 mol-1.
Wanderungsgeschwindigkeit. Tab.: Ionengrenzleitfähigkeiten l in wäßrigen Lösungen bei 25 °C.
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| H+ | 349,8 | |
| OH- | 197,0 | |
| K+ | 73,5 | |
| NH4+ | 73,7 | |
| Mg2+ | 106,0 | |
| Na+ | 50,0 | |
| Cl- | 76,4 | |
| NO3- | 71,5 |
Die Addition der Ionengrenzleitfähigkeiten von Anionen und Kationen eines Elektrolyten liefert die Grenzleitfähigkeit eines Elektrolyten (Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung). Die im Vergleich zu anderen Ionenarten außerordentlich hohen Ionengrenzleitfähigkeiten der H+- und OH--Ionen haben ihre Ursache in einem besonderen Leitungsmechanismus Extraleitfähigkeit).
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