Teorie vodivosti

Teorie meziiontového přitahování byla Debyem a Hückelem aplikována také na elektrickou vodivost roztoků. Ion se pod vlivem elektrického pole pohybuje roztokem nikoli po přímce, ale po klikaté dráze složené z velkého počtu krátkých přímkových kroků (obdoba Brownova pohybu). Trvalý účinek potenciálového rozdílu je zajištěn tím, že se ionty v průměru posunují ve směru pole. Proti elektrické síle působící na ionty je namířen především frikční odpor kladený rozpouštědlem. Přestože rozpouštědlo není spojitým prostředím, užívá se k odhadu tohoto účinku většinou Stokesův zákon:

F = 6 p h a n

kde h je viskozita prostředí, a je poloměr iontů, n je rychlost výsledného postupu iontů ve směru pole. Protože molekuly rozpouštědla mají zhruba stejnou velikost jako ionty, je pravděpodobné, že ion se pohybuje tak, že přeskakuje v kapalině z jedné „díry“ do druhé. Vedle tohoto viskozitního efektu je třeba přihlédnout ještě ke dvěma důležitým elektrickým jevům.

Jak je znázorněno na obr. a), je ion v každé klidové poloze obklopen opačně nabitou iontovou atmosférou. Přeskakuje-li ion do nové polohy, snaží se táhnout tuto opačně nabitou aureolu s sebou. Iontová atmosféra však má jistou setrvačnost a nemůže se proto okamžitě přizpůsobit nové poloze svého středového iontu. Tím se atmosféra kolem pohybujícího se iontu stává asymetrickou (obr. b). Za iontem se vytváří efektivní přebytek opačného náboje, který způsobuje elektrostatické brždění a zpomaluje tak postup iontů ve směru pole. Toto brždění se označuje jako asymetrický efekt. Bude se zjevně uplatňovat tím více, čím je koncentrace iontů vyšší. Druhé elektrostatické působení, které snižuje pohyblivost iontů, se nazývá elektroforetický efekt. Ionty vytvářející atmosféru kolem daného středového iontu se totiž vlivem vnějšího elektrického pole samy také pohybují, a to v průměru opačným směrem. Protože však jsou solvatovány, snaží se unášet své asociované molekuly rozpouštědla s sebou, čímž dochází k výslednému toku rozpouštědla v opačném směru, než v jakém se pohybuje daný (solvatovaný) středový ion, takže tento ion je vlastně přinucen „plout proti proudu“.

Jaroslava Vávrová

.