北京大学药学院：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 电化学（5.2-5.3）电解质溶液的电导

06 全国高等医药教材建设要员会其 卫生部规划教材物理化学第6101520 第二管、算三管 电解质溶的电导录测和应用 DDs-A” 电二 2垂A

第二节、第三节 电解质溶液的电导及测定和应用

一、电解质嵱液的电导 电化学 (一)电导 电导G电阻的倒数,G=1/R 均匀导体的电导与导体的截面积成正比,与导体的长度 成反比。 电导的单位:S(西门子)92-1(姆欧) (二)电导率 电导率K—电阻率的倒数 Im 单位:Sm- 物理意义:相距1m、截面积为1m的两 平行电极间放置1m3电解质溶液时所具 有的电导。 人做服

（一）电导 电导G——电阻的倒数，G=1/R 均匀导体的电导与导体的截面积A成正比，与导体的长度 成反比。 电导的单位：S（西门子 )或−1（姆欧） （二）电导率 一、电解质溶液的电导 电导率——电阻率的倒数 单位：Sm−1 物理意义：相距1 m、截面积为1 m2的两 平行电极间放置1 m3电解质溶液时所具 有的电导。 1m2 1m

电解质嵱液的电导 电化学 (三)摩尔电导率 1.定义:相距为1m的两平行电极间放置含有1mo电解 质的溶液所具有的电导。 2.符号: 3.单位:S·m2mol 4摩尔电导率与电导率的关系 K np=lmol K C 注意: 1.c的单位为mom-3 2.用An比较不同类型电解质的导电能力时 必须在荷电量相同的基础上进行。 人做服

一、电解质溶液的电导 （三）摩尔电导率 1. 定义：相距为1 m的两平行电极间放置含有1 mol电解 质的溶液所具有的电导。 2. 符号： m 3. 单位： 2 1 S m mol −   4.摩尔电导率与电导率的关系 c κ Λm = Vm = 1. c的单位为mol·m−3 2. 用 m比较不同类型电解质的导电能力时， 必须在荷电量相同的基础上进行。 注意： nB=1mol 1m

三、电解质蹿漩的电导测定 电化学 利用惠斯通电桥通过测定电解质 溶液的电阻,可间接测得电解质溶液 的电导G R B G R3 AC R R.R1×R1BCR1 测定方法:先用已知电导率κ的溶液测得电阻R,然后将 待测溶液置于同一电导池中,测其电阻R’,则待测溶液 的电导率为 DDS-IIA K K R R′AR 人越

二、电解质溶液的电导测定 B K T ~ R3 C R4 A R1 Rx D S 利用惠斯通电桥,通过测定电解质 溶液的电阻，可间接测得电解质溶液 的电导G。 1 4 1 3 1 BC 1 AC R R R R R G x =   = = 测定方法：先用已知电导率κ的溶液测得电阻R，然后将 待测溶液置于同一电导池中，测其电阻R’，则待测溶液 的电导率κ’为 κ R A R l R κ    =   = 1 1

电导率、摩尔电导率与浓废的关余电化学 1.电导率与浓度的关系 强电解质溶液的电导率随浓度 的增大而升高,但浓度增加到 定程度后,溶液中正、负离子间 HCI H2SO4 的相互作用增大,使得离子的运 OH 动速率降低,电导率反而下降, 在电导率与浓度的关系曲线上出 KCI Naoh 现最高点。 NaCl HAc 弱电解质溶液浓度增大时,电 离度减小,离子数目变化不大 c/molL 电导率随浓度的变化不显著。 一些电解质溶液的电导率与浓度的关系 人做服

三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 强电解质溶液的电导率随浓度 的增大而升高，但浓度增加到一 定程度后，溶液中正、负离子间 的相互作用增大，使得离子的运 动速率降低，电导率反而下降， 在电导率与浓度的关系曲线上出 现最高点。 弱电解质溶液浓度增大时，电 离度减小，离子数目变化不大， 电导率随浓度的变化不显著。 1. 电导率与浓度的关系  /Sm-1 c /molL-1 H2SO4 HCl KOH KCl NaOH NaCl HAc 一些电解质溶液的电导率与浓度的关系

电导率、摩尔电导率与浓废的关余电化学 2.摩尔电导率与浓度的关系 电解质溶液的摩尔电导率, 随溶液的稀释而增加。对强电解 HCI 质而言,当浓度达到极稀时,摩 H2SO4 尔电导率接近一定值。An与c之百 间符合经验关系: 目 NaCl An=1n(1-B√c) A是电解质的无限稀释摩尔电导 HAc 率,可由直线外推法求得。弱电 √c/(moL)12 解质的Am与c之间不存在上述关 电解质溶液的摩尔电导率 与浓度的关系 系 人做服

2. 摩尔电导率与浓度的关系 三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 电解质溶液的摩尔电导率， 随溶液的稀释而增加。对强电解 质而言，当浓度达到极稀时，摩 尔电导率接近一定值。  m与c之 间符合经验关系： (1 ) m m Λ = Λ −  c  是电解质的无限稀释摩尔电导 率，可由直线外推法求得。弱电 解质的 m与c之间不存在上述关 系。  Λm  m/Sm2 mol -1 /(molL-1 ) 1/2 c 电解质溶液的摩尔电导率 与浓度的关系 HCl H2SO4 NaCl HAc

四、离子独立运动定律 电化学 科尔劳许认为,在无限稀释的溶液中,离子间彼此独 立运动,每一种离子对电解质溶液的导电都有恒定的贡 献。因此,提出了离子独立运动定律 A=+ 利用离子独立运动定律计算任意强、弱电解质的无限 稀释摩尔电导率。 醋酸无限稀释摩尔电导率的求算 Am(HAc)=m(H)+Am(Ac [m(H)+Am(C)+[m(Na)+m(Ac)-[m(Na)+m(Cl) Am(HCI)+Am(NaAc)-Am(NaCD) 人卫做

四、离子独立运动定律 科尔劳许认为，在无限稀释的溶液中，离子间彼此独 立运动，每一种离子对电解质溶液的导电都有恒定的贡 献。因此，提出了离子独立运动定律  −  +  Λm = λ m , + λ m , 利用离子独立运动定律计算任意强、弱电解质的无限 稀释摩尔电导率。 醋酸无限稀释摩尔电导率的求算 (HCl) (NaAc) (NaCl) [ (H ) (Cl )] [ (Na ) (Ac )] [ (Na ) (Cl )] (HAc) (H ) (Ac ) m m m m m m m m m m m m     +  −  +  −  +  −   +  − = + − = + + + − + = + Λ Λ Λ λ λ λ λ λ λ Λ λ λ

五、电解质滤液的电导测定应用 电化学 1.测定水的纯度 水中离子杂质越少,电导率越小 自来水 K=10-Sm1 普通蒸馏水K=10-4Sm1(符合药用要求) 电导水 K=106sm1 极限 K=5.5×106Sm K 理论计算:A= oo K + m. oH 10-7.1000 人做服

五、电解质溶液的电导测定应用 1. 测定水的纯度 水中离子杂质越少，电导率越小 自来水  = 10–1 Sm–1 普通蒸馏水  = 10–4 Sm–1（符合药用要求） 电导水  = 10–6 Sm–1 极限  = 5.510–6 Sm–1 理论计算： c Λ  =  m 10 1000 m,H m,OH 7  + = −   + −   

。五、电解质途漩的电导测定应用 电化学 2.弱电解质电离度和电离常数的测定 AB型弱电解质在溶液中的电离平衡 AB->A++B 起始时: 00 平衡时 caca 电离度 al 电离平衡常数: 奥斯特瓦尔德 ( Ostwald)稀释 十 定律: Mm K(1

五、电解质溶液的电导测定应用 2. 弱电解质电离度和电离常数的测定 AB型弱电解质在溶液中的电离平衡 AB ⎯→ A+ ＋ B− 起始时： c 0 0 平衡时： c(1－) c c 电离度：  = m m Λ Λ α ( ) c c K m m m m Λ Λ Λ Λ −  =   O 2 O 电离平衡常数： 奥斯特瓦尔德 （Ostwald）稀释 定律：   = + m 2 m O m O m 1 1 Λ Λ Λ Λ K ( ) c c

五、电解质蹿液的电导测定应用 电化学 3.难溶盐溶解度的测定 c(饱和=x(溶液)k(水) 由于难溶盐的溶解度很小,溶液可视作无限稀,摩 尔电导率可以用无限稀释摩尔电导率代替。 又由溶液极稀,水对溶液电导率的贡献不可忽略, 必须将其减去才是难溶盐的电导率 人做服

五、电解质溶液的电导测定应用 3. 难溶盐溶解度的测定 Λm （溶液） （水） 饱和  − c( ) = 由于难溶盐的溶解度很小，溶液可视作无限稀，摩 尔电导率可以用无限稀释摩尔电导率代替。 又由于溶液极稀，水对溶液电导率的贡献不可忽略， 必须将其减去才是难溶盐的电导率