【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、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 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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 GR?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??2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 電導(dǎo)率（ electrolytic conductivity） 因?yàn)? AGl?比例系數(shù) 稱為電導(dǎo)率。 k 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)： Glk A? 1 lA kR ? ?? ?2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 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 。 mL 21S m m ol ??? m mde f kkVc?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 。 V 31m ol ??c 3m ol m ??2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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： 4CuSO 4CuSO 412( CuS O )4 412( CuS O ) m 4 m 412( C uS O ) 2 ( C uS O )?LL 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)。 mL2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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。 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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。 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)的測(cè)定 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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? ? ? ?2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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????c e l l1K R k R?? ? ?2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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。 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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。 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 強(qiáng)電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 mL 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(guó)科學(xué)家 Kohlrausch總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)式為： mL 1 m ol dm ?? mLc m m (1 )c????LL 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? m?LKohlrausch 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 強(qiáng)電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 mL2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 弱 電解質(zhì)的 與 c的關(guān)系 mL 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。 mLcc 3CH CO O H mL mL mL弱電解質(zhì)的 不能用外推法得到。 m?L2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 離子獨(dú)立移動(dòng)定律 德國(guó)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： m m ,+ m , ?? ? ???L L L 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。 m ?L m ,+ m , ???LL m ?L2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 幾個(gè)有用的關(guān)系式 m m ,+ m , 1. ?? ? ???L L L m ,+ m ,+ m , m ,+ m m m m 2. tt ?????? ? ? ?L L L LL L L L m m 3. =? ?LL m m ,+ m ,???L L L對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，在濃度不太大時(shí)近似有 m ,+ + m ,+ + m , m , 4. U F U FU F U F? ? ? ???????對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有LL m ,++ m m5. UFt ???LLL利用這些關(guān)系式，從實(shí)驗(yàn)可測(cè)量求不可測(cè)量。 2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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 ， +HOH?7310 m ol dm??? 2 2 1 m 2 ( H O ) = 5. 5 10 S m m ol??? ? ? ?L 10 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 10 S m????2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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”。 4KMnOKOH2CO 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。 2CO2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 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 0 ( 1 ) cc c c? ? ????起始平衡時(shí) m2 m m m 1) 1( ccK????或LL LL m m =? ?LL22m m m m 1 ()cccK ?? ????? ?LL L L 以 作圖，從截距和斜率求得 和 值。這就是德籍俄國(guó)物理化學(xué)家 Ostwald提出的定律，稱為 Ostwald稀釋定律 （ Ostwald’s dilution law）。 m m1 ~ c LL m ?LcK2023/3/9 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用 （ 3）測(cè)定難溶鹽的溶解度 1．難溶鹽飽和溶液的濃度極稀，可認(rèn)為 ， 的值可從離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的表值得到。 m m ??LL m ?L 2 m ( ) ( H O )()()cc???? ??? 溶液難溶鹽難溶鹽L