【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 3． 電動(dòng)勢(shì)法 在電動(dòng)勢(shì)測(cè)定應(yīng)用中，如果測(cè)得液接電勢(shì)值，就可計(jì)算離子的遷移數(shù)。 以溶液界面兩邊都是相同的11價(jià)電解質(zhì)為例， 2 1 2 2P t , H ( ) | H C l ( ) | H C l ( ) | H , P tp m m由于 HCl濃度不同所產(chǎn)生液接電勢(shì) 的計(jì)算式為 jE1j212( ) l n ( 2 1 ) l nRT mE t tFmRT mtFm???????已知 和 ，測(cè)定 ，就可得 和 的值。（見下章） 1m 2mjE t? t?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo) ?電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 ?電導(dǎo)的測(cè)定 ?電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 ?離子獨(dú)立移動(dòng)定律 ?幾個(gè)有用的關(guān)系式 ?電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 電導(dǎo)（ electric condutance） 電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為 或 。 1?? S 1 G R?電導(dǎo) 與導(dǎo)體的截面積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比： GAGl?, UIRGIU??志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 電導(dǎo)率（ electrolytic conductivity） 比例系數(shù) 稱為電導(dǎo)率。 （喀啪） 電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長(zhǎng)度、 單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)， 單位是 或 。 1Sm?? 11m????電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù)： 因?yàn)? AGl? lAG ?? ??1?l A R ? ? ?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 拉姆達(dá)）(cV mm ?????摩爾電導(dǎo)率（ molar conductivity） 在相距為單位距離的兩個(gè)平行電導(dǎo)電極之間，放置含有 1 mol電解質(zhì)的溶液，這時(shí)溶液所具有的電導(dǎo)稱為摩爾電導(dǎo)率 ，單位為 。 21S m m o l??? 是含有 1 mol電解質(zhì)的溶液 的體積，單位為 ， 是電解質(zhì)溶液的濃度，單位為 。 mV31m m o l?? c3m ol m ??m?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 基本質(zhì)點(diǎn)的選取 摩爾電導(dǎo)率必須對(duì)應(yīng)于溶液中含有 1mol電解質(zhì)，但對(duì)電解質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)的選取決定于研究需要。 例如，對(duì) 溶液，基本質(zhì)點(diǎn)可選為 或 ，顯然，在濃度相同時(shí)，含有 1mol 溶液的摩爾電導(dǎo)率是含有 1mol 溶液的 2倍。即： 4CuSO4CuSO412( C u S O )4CuSO412( C u S O ) 為了防止混淆，必要時(shí)在 后面要注明所取的基本質(zhì)點(diǎn)。 )21(2)( 44 C u S OC u S O mm ???m?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 摩爾電導(dǎo)率的作用 選用摩爾電導(dǎo)率，便于對(duì)不同類型的電解質(zhì)進(jìn)行 導(dǎo)電能力的比較，因?yàn)檫@時(shí)不但電解質(zhì)有相同的 量（都含有 1mol的電解質(zhì)），而且兩極間的距離 都是單位距離。 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)的測(cè)定 幾種類型的電導(dǎo)池： 電導(dǎo)池電極通常用兩個(gè)平行的鉑片制成，為了防止極化，一般在鉑片上鍍上鉑黑，增加電極面積，以降低電流密度。 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)的測(cè)定 電導(dǎo)測(cè)定的裝置 電導(dǎo)測(cè)定實(shí)際上測(cè)定的是電阻，常用的韋斯頓電橋如圖所示。 AB為均勻的滑線電阻， 為可變電阻，并聯(lián)一個(gè)可變電容 以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實(shí)現(xiàn)阻抗平衡， M為放有待測(cè)溶液的電導(dǎo)池， 電阻待測(cè)。 1RFxRI 是頻率在 1000Hz左右的高頻交流電源， G為耳機(jī)或陰極示波器。 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)的測(cè)定 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)的測(cè)定 接通電源后，移動(dòng) C點(diǎn)，使 DGC線路中無電流通過，如用耳機(jī)則聽到聲音最小，這時(shí) D， C兩點(diǎn)電位降相等，電橋達(dá)平衡。根據(jù)幾個(gè)電阻之間關(guān)系就可求得待測(cè)溶液的電導(dǎo)。 314xRRRR?31 4 11 A C 1BCxRGR R R R? ? ? ?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)池常數(shù)（ cell constant） 電導(dǎo)池常數(shù) 單位是 。 c e lllKA?1m? 因?yàn)閮呻姌O間距離 和鍍有鉑黑的電極面積 無法用實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通常用已知電導(dǎo)率的 KCl溶液注入電導(dǎo)池，測(cè)定電阻后得到 。然后用這個(gè)電導(dǎo)池測(cè)未知溶液的電導(dǎo)率。 l AcellKc e l llRKA???? RRKc e l l ?? ??1志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 強(qiáng)電解質(zhì) 溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后，解離度下降，離子運(yùn)動(dòng)速率降低，電導(dǎo)率也降低，如 和KOH溶液。 24H SO弱電解質(zhì) 溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著，因濃度增加使其電離度下降，粒子數(shù)目變化不大，如醋酸。 中性鹽 由于受飽和溶解度的限制，濃度不能太高，如 KCl。 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系 溫度升高，離子的活動(dòng)能力增大，溶劑化作用減弱， κ 增大，例如，每增 1176。Ｃ， κ 增加約為 %. 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為 1mol，所以，當(dāng) 濃度降低 時(shí)，粒子之間相互作用減弱，正、負(fù)離子遷移速率加快，溶液的 摩爾電導(dǎo)率必定升高 。但不同的電解質(zhì)，摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。 志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 強(qiáng)電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 隨著濃度下降， 升高，通常當(dāng)濃度降至 以下時(shí)， 與 之間呈線性關(guān)系。德國科學(xué)家 Kohlrausch總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)式為： 30 . 0 0 1 m o l d m ??cKohlrausch )1 cmm ????? ?（m?m? 是與電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。將直線外推至 ，得到無限稀釋摩爾電導(dǎo)率 。 ?0c? ??mm?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 強(qiáng)電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 m?志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 弱 電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 m? 隨著濃度下降， 也緩慢升高，但變化不大。當(dāng)溶液很稀時(shí)， 與 不呈線性關(guān)系，等稀到一定程度， 迅速升高，見 的 與 的關(guān)系曲線。 cc3C H C O O H m?m?m?m?弱電解質(zhì)的 不能用外推法得到。 ??m志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 離子獨(dú)立移動(dòng)定律 德國科學(xué)家 Kohlrausch 根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律： 在無限稀釋溶液中，每種離子獨(dú)立移動(dòng)，不受其它離子影響，電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率可認(rèn)為是兩種離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和： 這就稱為 Kohlrausch 離子獨(dú)立移動(dòng)定律 。這樣，弱電解質(zhì)的 可以通過強(qiáng)電解質(zhì)的 或從表值上查離子的 求得。 ????? ?????, mmm??m???,m ??? ,m??m志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 幾個(gè)有用的關(guān)系式 對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，在濃度不太大時(shí)近似有 利用這些關(guān)系式，從實(shí)驗(yàn)可測(cè)量求不可測(cè)量。 ? ?? ?? ????? ,.1 mmm?? ????? , mmmmmmmmmmm tt???????????? ??????????, ,.2????mm?.3????????????????????FUFUFUFUmmmm,.4對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有mmm FUt????? ???,.5志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用 （ 1） 檢驗(yàn)水的純度 純水本身有微弱的解離， 和 的濃度近似為， ，查表得 ， +H OH?731 0 m o l d m???615 . 5 1 0 S m????這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為 事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于 就認(rèn)為是很純的了，有時(shí)稱為 “ 電導(dǎo)水 ” ，若大于這個(gè)數(shù)值，那肯定含有某種雜質(zhì)。 411 1 0 S m????1222 ) ??? ????? m o lmSOHm（志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用 去除雜質(zhì)的方法較多，根據(jù)需要，常用的方法有： (1)用不同的離子交換樹酯，分別去除陰離子和陽離子，得去離子水。 (2)用石英器皿，加入 和 ，去除 及有機(jī)雜質(zhì)，二次蒸餾，得 “ 電導(dǎo)水 ” 。 4KM nO KOH 2CO 普通的蒸餾水中含有 和玻璃器皿溶下的硅酸鈉等，不一定符合電導(dǎo)測(cè)定的要求。 2CO志 存 高 遠(yuǎn)， 責(zé) 任 為 先 2022年 3月 13日 1時(shí) 47分 電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用 (2)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù) 設(shè)弱電解質(zhì) AB解離如下： + A B A B 0