第四章 二、电解质溶液的基本 电化学分析法 性质 二、电导测量 三、电导分析法的应用 第六节 电导分析法 下页
第六节 电导分析法 第四章 电化学分析法 一、 电解质溶液的基本 性质 二、 电导测量 三、 电导分析法的应用
电解质溶液的基本性质 1.电解质溶液的基本性质 导电性质:离子导电; (1)电导()、电导率(k)、摩尔电导率(An) 电导:衡量电解质溶液导电能力的物理量,电阻的倒数。 G=1/R=KA/l=KKu单位:西门子S,1s=1921 电导率:K=1/=K·G电阻率的倒数单位:S·m1 两电极板为单位面积,距离为单位长度时溶液的电导。 电导池常数:K0u)=l/A(4电极面积;电极间距) 由标准KC溶液的电导率(查表)确定电导率和电导池常数。 上页下页返回
一、电解质溶液的基本性质 1. 电解质溶液的基本性质 导电性质：离子导电； (1) 电导(G) 、电导率() 、摩尔电导率(m) 电导：衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的倒数。 G=1/R= A / l = K(l/A) 单位：西门子S，1S=1-1 电导率： =1 / =K(l/A) G 电阻率的倒数 单位：S m-1 两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。 电导池常数：K(l/A) =l / A (A电极面积; l 电极间距) 由标准KCl溶液的电导率(查表)确定电导率和电导池常数
摩尔电导率(m) KOH 定义:距离为单位长度的两电极板间 KCl 含有单位物质的量的电解质的溶液的电导。 K Mes 单位:S·m2mol1 10 15 不同浓度、不同类型电解质导电能力电导率与物质的量浓度的关系 的比较。 右图中出现极大值的原因: 电导率的大小与溶液中离子数目和 离子自由运动能力有关。两种因素相 NaoH 200 互制约。浓度大,相互作用力大。 无限稀释摩尔电导(m) CH3COOH 0.5 10 C 摩尔电导率与浓度C的变化关系 上页下页返回
摩尔电导率( m) 定义: 距离为单位长度的两电极板间 含有单位物质的量的电解质的溶液的电导。 c Λ m = 单位：S m2 mol-1 不同浓度、不同类型电解质导电能力 的比较。 Λ Λ A c m = m − ( ) m 右图中出现极大值的原因： 电导率的大小与溶液中离子数目和 离子自由运动能力有关。两种因素相 互制约。浓度大，相互作用力大。 无限稀释摩尔电导
2.离子的电导与漂移速率 (1)离子的电迁移率电解质 m 离子在外加电场中受溶 剂阻力和电场力,平衡时,KC 0.014986 以恒定的速率运动。离子LjCl 34.8×10 0.011503 的漂移速率U2 单位电场强度下离子的漂 KNO30.01450 34.9×104 移速率:离子的电迁移率 UR LINO3001101 UB UB/E KCI 0.014986 4.90×10 (2)离子独立运动定律 由右表数据可以得出 KNO30.01450 离子独立运动定律: LiCI 0.011503 4.90×104 m + LINO30.01101 上页下页返回
2.离子的电导与漂移速率 电解质 Λm KCl 0.014986 LiCl 0.011503 KNO3 0.01450 LiNO3 0.01101 KCl 0.014986 KNO3 0.01450 LiCl 0.011503 LiNO3 0.01101 Λm 34.810-4 34.9 10-4 4.90 10-4 4.90 10-4 (1) 离子的电迁移率 离子在外加电场中受溶 剂阻力和电场力，平衡时， 以恒定的速率运动。离子 的漂移速率B。 单位电场强度下离子的漂 移速率:离子的电迁移率uB uB= B /E (2) 离子独立运动定律 由右表数据可以得出 离子独立运动定律：
(3)离子的电导 离子 ×10 溶液的总电导:G=>cm K 73.52 弱电解质(乙酸)溶液的Am Na 50.11 4am(NaOAc)=40cm(Na*)+4a(OAc) 38.69 4am(HCl)=Aam(H+)+ 4 m(Cr) 34982 Aam(Naci)=4om(Na*)+40m(Cr) A 6192 4m(HOAc)=4 m(H+)+A4m(OAc") CI 76.34 A m(NaOAc)+ Aoc m(HCD-Agm (Nac) Br 78.4 H+、Ii、Na+、K+在溶液中的 OH 198 运动速度大小顺序? 上页下页返回
(3) 离子的电导 溶液的总电导: G=cim,i 弱电解质(乙酸)溶液的 m 离子 Λm 104 K+ 73.52 Na+ 50.11 Li+ 38.69 H+ 349.82 Ag+ 61.92 Cl- 76.34 Br- 78.4 OH- 198 H+ 、 Li+ 、 Na+ 、 K+ 在溶液中的 运动速度大小顺序？ m (NaOAc)= m (Na+ )+ m(OAc- ) m (HCl)= m (H+ )+ m(Cl- ) m (NaCl)= m (Na+ )+ m(Cl- ) m (HOAc)= m (H+ )+ m(OAc- ) = m (NaOAc)+ m (HCl) - m (NaCl)
3.电解质溶液的电导与浓度的关系 C 8.20×10 =1 82.5 10+ (DT)(Dr)n :A% -(A180+B)Vc D介电常数 7:介质的黏度 T:绝对温度 上页下页返回
3. 电解质溶液的电导与浓度的关系 Λ AΛ B c c D T Λ D T Λ Λ Λ A c m m m m m m ( ) ( ) 82.5 ( ) 8.20 10 3/ 2 1/ 2 5 = − + + = − = − D:介电常数 :介质的黏度 T:绝对温度
松弛效应与wien效应 1)离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程 离子氛:中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围形 成球状。 运动过程:是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛生成和消失的时间:离子氛松弛时间。 (2)不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用 松弛效应(不对称效应),系数A (3)溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用:电泳效应, (4)高强度电场中电导增大的现象,wien效应。为什么? (5)高频交流电场,电导随频率变化的现象: 迪拜-夫肯汉根效应 上页下页返回
松弛效应与Wien效应 （1）离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程 离子氛：中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围形 成球状。 运动过程：是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛生成和消失的时间：离子氛松弛时间。 （2）不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用 松弛效应(不对称效应)，系数A （3）溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用：电泳效应, （4）高强度电场中电导增大的现象，Wien效应。为什么？ （5）高频交流电场，电导随频率变化的现象： 迪拜-夫肯汉根效应
4.影响电导测量的因素 (1)温度的影响 温度升高,粘度降低电导增大每升高1度,约增加2% ∠m1=20(0.5+0.021) (2)溶剂的影响 25°C蒸馏水电导率:0.8-10μS·cm1 进一步纯化后电导率:0.03-0.06μS,cm1 采用石英容器, 方法:亚沸蒸馏,电渗析 上页下页返回
4.影响电导测量的因素 (1) 温度的影响 温度升高, 粘度降低,电导增大.每升高1度，约增加2% (0.5 0.02 ) ,2 5 c , Λ Λ o t m t m = + (2) 溶剂的影响 25 C 蒸馏水电导率：0.8~1.0 S·cm-1 进一步纯化后电导率： 0.03~0.06 S·cm-1 采用石英容器， 方法：亚沸蒸馏，电渗析
二、电导测量 电极 铂电极:铂片。面积,距离固定 光亮铂电极: 铂黑电极表面覆盖一层细小铂粒减小极化 池常数测定:已知标准KC溶液的电导率x3 2.电导池(避免测量过程中温度变化) 3.电导仪 图g斯通电桥 4.直流电导与交流电导 电极极化引起误差 测量电极 交流电导可以减小极化引起的误差 5四电极测量系统 运载电极 上页下页返回
二、电导测量 1. 电极 铂电极：铂片。面积，距离固定。 光亮铂电极： 铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒,减小极化. 池常数测定:已知标准KCl溶液的电导率 2. 电导池（避免测量过程中温度变化） 3. 电导仪 4. 直流电导与交流电导 电极极化引起误差 交流电导可以减小极化引起的误差 5. 四电极测量系统
电导分析法的应用 1.电导滴定 G 酸碱滴定: 电导滴定常用于稀酸、弱酸、混合 酸等的测定。滴定曲线如图。 弱碱滴定酸 NaOH G 强酸 NaOH HCl NH4 oH 弱酸MB40 NaCl 强碱商定强酸 强碱(弱碱)滴定驳酸 混合酸滴定 上页下页返回
三、电导分析法的应用 1. 电导滴定 酸碱滴定： 电导滴定常用于稀酸、弱酸、混合 酸等的测定。滴定曲线如图