W elektrochemii, a zwłaszcza w zagadnieniach związanych z
przewodzeniem prądu elektrycznego przez roztwory elektrolitów,
podstawowe wielkości odnoszono zazwyczaj do jednego gramorównoważnika
związku chemicznego lub jonu. Upraszczało to niektóre wzory, choć
stwarzało też dodatkowe komplikacje, gdy trzeba było rozważać układy
wieloskładnikowe lub elektrolity dysocjujące na więcej niż dwa rodzaje
jonów.
W roku 1973 Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej
(IUPAC) zaleciła zaniechanie stosowania w chemii pojęcia równoważnika
chemicznego i gramorównoważnika jako wielkości nieprecyzyjnie
zdefiniowanych, a tym samym niejednoznacznych. Dokumenty IUPAC
stanowiły podstawę pracy Komisji Terminologicznej Polskiego Towarzystwa
Chemicznego, która uporządkowała polskie nazewnictwo w wielu
dziedzinach fizykochemii, w tym także elektrochemii. Od roku 1989
obowiązują nowe przepisy, w myśl których terminy odnoszące się do
gramorównoważnika zostały zastąpione molowymi. Zbiegło się to w czasie
z wprowadzeniem w Polsce, z mocy ustawy, międzynarodowego systemu
jednostek SI, co dało asumpt do kolejnych zmian.
Zmiany te pociągają za sobą konieczność przeredagowania
podręczników, skryptów i zbiorów zadań, szczególnie z elektrochemii. W
nowych podręcznikach terminy przewodnictwo właściwe, przewodnictwo
równoważnikowe winny być zastąpione przewodnością elektrolityczną,
molową przewodnością elektrolitu lub jonu; kulomby; winny zastąpić
używane dotąd jednostki elektrostatyczne ładunku, a dżule - kalorie
itp. W związku z tym wiele wzorów przybierze nieco odmienną postać, a
stałe fizyczne, inne wartości liczbowe. Zanim to jednak nastąpi, musi
upłynąć trochę czasu, potrzebnego do wydrukowania wznowień w postaci
uaktualnionej i uzupełnionej.
Tymczasem na wykładach z chemii fizycznej dla studentów różnych
wydziałów Politechniki Wrocławskiej zagadnienia te przedstawiane są w
nowym ujęciu, zgodnie z zaleceniami IUPAC i P.T.Chem. Wychodząc
naprzeciw potrzebom, pozwoliłem sobie w roku 1990, za zgodą i zachętą
autorów, opracować fragment skryptu Krzysztofa Pigonia i Zdzisława
Ruziewicza pt. Chemia fizyczna (cz. II, rozdz. N - Elektrochemia), tak
by spełniał powyższe wymagania. Wydany jako ?Uzupełnienia" miał
zastąpić punkty 1-10 rozdz. IV tego skryptu, lub też rozdziały 4.1 i
4.2, (s. 211-245) wydania książkowego podręcznika, w których są opisane
problemy dotyczące przewodnictwa elektryrcznego ciał stałych, roztworów
elektrolitów oraz stopionych soli. Numerację rozdziałów i wzorów
pozostawiłem taką, jaka jest w obszerniejszym wydaniu skryptowy. Nie
zmieniałem też zasadniczo ani treści, ani materiału ilustracyjnego.
Zastosowałem natomiast konsekwentnie międzynarodowy układ jednostek SI,
podając równocześnie w nawiasach wzory oraz wielkości wyrażane w innych
jednostkach, spotykane wciąż jeszcze w starszych podręcznikach.
Uzupełnienia te zostały wydane przez Oficynę Wydawniczą PWr.
najprostszym sposobem, jako skrypt w nakładzie 1000 egzemplarzy.
Sądziłem bowiem, że nowe podręczniki wkrótce się ukażą. Jednakże do
dzisiaj nie został wydany żaden podręcznik, w którym konsekwentnie
przestrzegano by omawianych konwencji i stosowano nazewnictwo
proponowane przez Komisję Terminologiczną P.T.Chem. Kolejne wydanie
książki K. Pigonia i Z. Ruziewicza (wyd. N, PWN, Warszawa, 1993) jest
tylko przedrukiem wydania poprzedniego. Nowy podręcznik Adolfa Kiszy
(A. Kisza, Elektrochemia, Cz. I. Jonika, WNT, Warszawa, 2000) tylko
częściowo uwzględnia powyższe konwencje, stosuje przy tym praktyczny
układ jednostek oparty na cgs. W wydanym przed dwoma laty (tłumaczonym
z języka angielskiego) nowoczesnym i obszernym podręczniku Petera
Atkinsa (P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa, 2001) nie są w
ogóle omawiane zjawiska związane z przewodnictwem elektrycznym ciał
stałych i stopionych soli, a przewodnictwo roztworów elektrolitów jest
potraktowane marginalnie, ponadto nie wszystkie terminy tam użyte są
zgodne z obowiązującymi.
Mając to na uwadze, jak również spotykając się z licznymi
zapytania ze strony studentów o losy ?Uzupełnień", których nakład
został już dość dawno wyczerpany, zdecydowałem się je wznowić. Skrypt
ukazuje się w innej szacie graficznej jakkolwiek zawiera te same treści
co pierwowzór. Starałem się wszędzie tam, gdzie to jest możliwe niczego
nie zmieniać w jego treści, a co najwyżej uzupełnić o nowsze problemy.
Uzupełniłem ponadto niektóre tabele i przerysowałem rysunki. W obecnej
formie będzie mógł posłużyć jeszcze przez kilka lat.
Wrocław, grudzień 2003
Andrzej Olszowski
Spis treści:
DO CZYTELNIKA
IV. ELEKTROCHEMIA
1. Klasyfikacja ciał stałych ze względu na ich przewodnictwo elektryczne
2. Przewodnictwo elektryczne metali
3. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników
4. Przewodnictwo elektryczne kryształów jonowych
5. Przewodnictwo elektryczne roztworów elektrolitów
5.1. Wędrówka jonów. Prawo Faradaya
5.2. Przewodność elektrolityczna i przewodność molowa
6. Liczby przenoszenia jonów
7. Zależność przewodnictwa roztworu od stężenia
7.1. Teoria przewodnictwa mocnych elektrolitów
8. Wpływ temperatury, ciśnienia i rodzaju rozpuszczalnika na przewodnictwo roztworów elektrolitów
9. Zastosowanie pomiarów przewodnictwa roztworów elektrolitów
10. Przewodnictwo stopionych soli
Ważniejsze symbole użyte w tekście
Stałe fizyczne stosowane w elektrochemii
Wielkości wycofane i ich symbole