Die spezifische Leitfähigkeit

Die spezifische Leitfähigkeit ist definiert als der reziproke Wert des spezifischen Widerstandes :

oder

Verschiedene Leitfähigkeiten in einer Tabelle.

Nach obiger Gleichung für sollte die spezifische Leitfähigkeit proportional zur Elektrolyt-Konzentration sein. Sollte das der Fall sein, müsste man durch den Nullpunkt verlaufende Geraden erhalten. Betrachtet man aber Abbildung 14, ist deutlich zu erkennen, dass dies nicht der Fall ist. Bei hohen Konzentrationen durchlaufen die Kurven ein Maximum und fallen dann wieder ab. Bei abnehmenden Konzentrationen dagegen scheinen sich die Kurven Geraden, die durch den Nullpunkt verlaufen, anzunähern. Somit stimmt die Gleichung der spezifischen Leitfähigkeit nur bei niedrigen Konzentrationen.

	Abbildung 14: Spezifische Leitfähigkeit einiger Elektrolytlösungen in Abhängigkeit von der Konzentration bei 298 K (25°C).

Die molare Leitfähigkeit

Da die spezifische Leitfähigkeit von der Stoffmengenkonzentration abhängig ist, führt man die molare Leitfähigkeit ein, und man erhält so eine auf die Konzentration bezogene Stoffkonstante. Eine seltenere Bezeichnung ist konzentrationsbezogene Leitfähigkeit.

Setzt man in obige Gleichung die Gleichung für die molare Leitfähigkeit ein, erhält man:

Die molare Leitfähigkeit setzt sich also aus den molaren Leitfähigkeitsanteilen der Kationen und Anionen zusammen, wobei die für das Kation ( und ) bzw. für das Anion ( und ) charakteristischen Ladungzahlen und elektrische Beweglichkeiten gesetzt werden:

Aus diesen Angaben lässt sich das 1. Kohlrausche Gesetz, das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung formulieren:

Die sogenannte Äquivalentleitfähigkeit erhält man, indem man durch die Äquivalentkonzentration teilt. Die Äquivalentzahl berechnet sich für einen Elektrolyten , der zu dissoziiert, gemäß .

Die Gleichungen für _m und _eq sollten nun konzentrationsunabhängig sein. Das Verhalten der molaren Leitfähigkeit betrachtet man speziell bei niedrigen Konzentrationen. Zu diesem Zweck trägt man die molare Leitfähigkeit gegen die Konzentration verschiedener Elektrolyte auf. Betrachtet man Abbildung 15 erkennt man selbst bei niedrigen Konzentrationen eine Abhängigkeit. Bei einwertigen Elektrolyten ist die Konzentrationunabhängigkeit am geringsten.

	Abbildung 15: Molare Leitfähigkeit einiger Elektrolyt-Lösungen in Abhängigkeit von der Konzentration bei 298 K (25°C).

Sowohl die molare Leitfähigkeit als auch die Äquivalentleitfähigkeit sind nur bei unendlicher Verdünnung konzentrationsunabhängig. Dies trifft nur bei idealen Lösungen () zu. Bei realen Lösungen führen die elektrostatischen Anziehungskräfte mit steigender Konzentration zu einem Abfall der molaren Leitfähigkeit bzw. der Äquivalentleitfähigkeit.
Für diesen Fall fand Kohlrausch auf empirischen Wege das nach ihm benannte 2. Kohlrausche Gesetz oder auch Quadratwurzelgesetz:

_c ist dabei die Leitfähigkeit bei der Konzentration c, ₀ die bei verschwindend geringer Konzentration, k stellt eine Konstante dar. Das Quadratwurzelgesetz ist sowohl für die molare Leitfähigkeit, als auch für die spezifische Leitfähigkeit gültig.
Betrachtet man weiter Abbildung 15 erkennt man, dass die Geraden für einwertige Elektrolyte fast parallel zueinander verlaufen, sie haben also einen ähnlichen k-Wert. Mit zunehmender Wertigkeit der Ionen wird die Gerade steiler, der k-Wert nimmt zu. Dies führt zu dem Schluss, dass für die molare Leitfähigkeit der Elektrolyt-Lösungen auch Coulomb'sche Wechselwirkungen verantwortlich sein müssen.