第二章 电导分析法

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2 电导分析法

2 电导分析法

• 在滴定过程中,由于滴定剂的加入而使溶 液不断稀释,为了减小稀释效应的影响和 提高方法的准确度,应使用浓度较大的滴 定剂,一般是滴定剂浓度比被滴溶液浓度 大10倍。 。
2.弱酸(或弱减)的滴定
• 如NaOH滴定弱酸 • HA + Na+ + OH- = H2O + Na+ + A• 若弱酸的离解常数越小,起始电导值越低,滴定 开始时,由于滴定反应产物A-抑制HA的离解,溶液 电导逐渐降低,随着滴定的进行,非电导的弱酸HA 转变为导电较好的盐(Na+ 、A-)。溶液的电导开始 上升,在化计点以后,NaOH过量,使电导增加迅 速,转折点为溶液终点。 HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH滴定前 化计点前 化计点 化计点后
Λm
def
κ Vm =
κ
c
Vm 是含有1 mol电解质的溶液 的体积,单位为 m3 ⋅ mol−1, 是电解 c mol ⋅ m −3 。 质溶液的浓度,单位为
摩尔电导率定义
电导率与浓度的关系
强电解质溶液的电导率随着浓度 的增加而升高。当浓度增加到一定 程度后,解离度下降,离子运动速 率降低,电导率也降低,如 H 2SO 4 和 KOH溶液。 中性盐由于受饱和溶解度的限制, 浓度不能太高,如KCl。 弱电解质溶液电导率随浓度下降。 但变化不显著,因浓度增加使其电 离度下降,粒子数目变化不大,如 醋酸。

NaOH Na++Cl-+ H O NaOH Na+ + Cl- +OH2 化计点 化计点后 摩尔电导率 H+> OH- > Na+

电导分析法的原理和应用

电导分析法的原理和应用

电导分析法的原理和应用1. 电导分析法的原理电导分析法是一种常用的分析方法,通过测量电解液中的电导率来进行分析。

它基于电导率与电解质浓度之间的关系,利用电流通过电解质溶液时的导电性质来确定待测物质的浓度。

其原理可以分为以下几个方面:1.1 电解质的离子化电解质在溶液中通常以离子的形式存在。

当电压施加到电解质溶液时,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,使得溶液中的电解质分子离解成离子,形成电导。

1.2 离子的迁移和导电正离子和负离子在电场中移动,并形成离子迁移流。

这些流可以导电,而通过测量电解液中的电导率,可以确定离子浓度和溶液的离子性质。

1.3 电导率与浓度的关系电解质的电导率与其浓度成正比,即电导率越高,浓度越高。

通过测量电导率和已知浓度的标准溶液,可以建立浓度和电导率之间的定量关系,从而利用电导率来确定未知溶液的浓度。

2. 电导分析法的应用电导分析法广泛应用于各个领域,特别是在化学分析和环境监测方面。

以下是几个电导分析法的应用案例:2.1 水质监测电导分析法在水质监测中有着重要的应用。

通过测量水样中的电导率,可以判断水中总溶解固体的含量,从而评估水质的好坏。

常见的水质监测项目包括饮用水、地下水、河流和湖泊等水源的电导率测定。

2.2 化学分析电导分析法在化学分析中也有着广泛的应用。

例如,在药物分析中,可以通过测量药物溶液的电导率来确定药物的纯度;在金属离子测定中,可以通过测量金属盐溶液的电导率来确定其中金属离子的含量。

2.3 土壤检测电导分析法还可以用于土壤检测。

土壤中的电导率与土壤的离子浓度密切相关,可以用来评估土壤中的盐碱化程度和养分含量。

通过测量土壤样品的电导率,可以为农田施肥和土壤改良提供参考依据。

2.4 生化分析电导分析法在生化分析中也有一定的应用。

例如,在酶活性测定中,可以通过测量酶反应产物离子浓度变化的电导率,来确定酶的催化效率和活性。

此外,还可以应用电导分析法来测定血液中的离子浓度和酸碱平衡状态。

电化学分析课件2电导分析法

电化学分析课件2电导分析法
介绍数字电导计的特点、工作原 理和常见型号。
便携式电导计
介绍便携式电导计的优点、适用 场景和常见品牌。
台式电导计
介绍台式电导计的特点、适用范 围和常见型号。
电导分析法的适用范围和应用示例
环境分析
指出电导分析法在水质监测、污染检测等环境 分析方面的应用。
药物质量控制
阐述电导分析法在药物质量控制和药物配方中 的应用价值。
电化学分析课件2电导分 析法
电导分析法用于测定溶液中电解质的浓度和电导率。本节课将介绍电导分析 法的原理、操作流程、仪器设备以及适用范围和应用示例。
电导导性是衡量溶液中电解质浓度的重要指标。
2 电解质
阐述电解质对电流传导的作用以及不同电解质的导电性能。
3 测量方法
食品检测
介绍电导分析法在食品中常见离子的定量分析 中的应用。
工业应用
指出电导分析法在金属腐蚀、化工制品等工业 领域的重要作用。
电导分析法的优缺点以及与其他分析方法 的比较
1 优点
概述电导分析法快速、简 便的特点,与其他分析方 法相比的优势。
2 缺点
描述电导分析法可能遇到 的问题和限制性。
3 与其他分析方法的比
介绍如何利用电导计测量溶液的电导率,并计算出电解质浓度。
电导分析法的步骤和操作流程
1
溶液制备
详细说明如何准备样品溶液,包括稀释
仪器设置
2
和调整 pH 值。
指导设置电导计的参数,如温度、单位
和电导度范围。
3
测量操作
解释如何进行电导测量和记录测量结果。
电导分析法的仪器设备和常用电导计的介绍
数字电导计

比较电导分析法与其他常 见分析方法(如光谱法、 色谱法)之间的优劣势。

电导分析法

电导分析法

电解质
电解质
KCl LiCl KNO3 LiNO3 KOH LiOH
0.00349
HCl HNO3 KCl KNO3 LiCl LiNO3
0.00049
0.00349
0.00049
0.00348
0.00049
电解质溶液的电导与浓度的关系
Λm Λm A c
8.20 105 82.5 c Λm Λm 3/ 2 1/ 2 ( DT ) ( DT )
现在使用的电导仪 一般采用电阻分压 原理,电路图如右
Em=Rm*E/(Rm+Rx) E和Rm为恒定值
Rx
在测量低电阻时, 为了防止极化现象, 采用 1000~2500HZ的 高频电压 也就是传说中的 高频滴定法
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% (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
1 电极不直接与试液接触,避免电解和电极
极化现象。适用于沉淀滴定,也可用于一般 金属离子(铜锌铝铁etc.)的EDTA配合的滴 定 2 能测定电容变化,非水溶剂中的滴定分析 3 对于介电常数相差甚远的两组分混合物的 分析,高频滴定法能得到比较理想的结果
其他应用
平衡常数 难溶盐的溶解度 …………
Λmபைடு நூலகம் Λ A c
m
表11-1 25℃时一些电解质极限电导数据 Λm∞ (Ω1m2mol1) 0.01499 0.01150 0.01450 0.01101 0.02715 0.02367 △ (差值) Λm∞ (Ω1m2mol1) 0.04262 0.04213 0.01499 0.01450 0.01150 0.01101 △ (差值)

第2章 电化学分析法导论

第2章 电化学分析法导论

E电池= E+ - E-+ EL
式中EL为液体接界电位。 铜锌原电池由于右边铜电极的电位比锌电极高 ,故E电池为正值,表示电池反应能自发地进行; 铜锌电解池右边锌电极的电位比铜电极低,则 其E 电池 为负值,表示电池反应不能自发地进行,必 须外加一个大于该电池电动势的外加电压,才能使 电池反应进行。
(4)电解质溶液应标明活(浓)度,气体要标明分压和所 处的温度,若不注明则表示25℃及1.01325×105 Pa.。
(5)气体或均相电极反应,反应本身不能直接作电极,要 用惰性材料作电极,以传导电流,在表示图中要指出何种电 极材料(如Pt, Au, C等)。
12
铜锌原电池或电解池可分别表示为:
原电池 Zn∣Zn(NO3)2(x mol· –1)‖Cu(NO3)2 (y mol· –1)∣Cu L L 电解池 Cu∣Cu(NO3)2(y mol· –1)‖Zn(NO3)2 (x mol· –1)∣Zn L L

电化学滴定法:
将化学电池的物理量作为指示滴定过程浓度变化的信号,从而确 定滴定终点。
7
二、电化学滴定法与化学滴定法
图2-1 化学滴定法
图2-2 电化学滴定法
常用的电化学滴定法:电导滴定法
电位滴定法
库仑滴定法
8
§2-2 化学电池和电极电位
一、化学电池 (Electrochemical Cell) 的组成
26




1.浓差极化(Concentration
Polarization)
浓差极化是由于电极反应过程中, 电极表面附近溶液的浓度和主体溶液的 浓度发生了差别所引起的。 例如,电解时在阴极发生如下的反应:
Mn+ + ne-

电导分析法

电导分析法

11

进一步纯化后电导率: 0.03~0.06 石英容器, 亚沸蒸馏,电渗析
7
二,电导的测量
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
8
2. 电导池(避免测量过程中温度变化) 3. 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
4
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.
∧m =
κ
c 不同浓度,不同类型电解质导电能力的比较.
单位:S cm2 mol-1
溶液的总电导:
G = ∑ci∧m,i
5
2.离子的电导
离子
4 ∞ ∧ ×10 m
溶液的总电导: G = ∑ci∧m,i
无限稀释摩尔电导率
K+ Na+ Li+ H+ Ag+ ClBrOH-
73.52 50.11 38.69 349.82 61.92 76.34 78.4 198
6
(∧ )
∞ m
3.影响电导测量的因素
(1)温度的影响 温度升高, 黏度降低,电导增大.每升高1度,约增加2% (2)溶剂的影响 25 °C 蒸馏水电导率:0.8~1.0 μS μS cm-1 cm-1
电导分析法
1
电导分析法
基本原理 电导测量 电导分析法的应用电,当溶液中离子浓度 发生变化时,其电导也随之改变.用电导来 指示溶液中离子浓度的方法称为电导分析 法. 直接电导法 电导滴定法
3
一,基本原理-电解质溶液的基本性质
1. 电导(G) ,电导率(κ) ,摩尔电导率(∧m)

电导分析法

电导分析法
电导分析法 (Conductometry)
一、电导分析法
Conductometry
以测定溶液导电能力为基础的电化学分析方法称为 电导分析法。 电导分析法。 电导分析法可以分为: 电导分析法可以分为:直接电导分析法和电导滴定 法。 直接电导分析法: 直接电导分析法:根据溶液中电导的大小确定待测 物质的含量。 物质的含量。 电导滴定: 电导滴定:根据滴定过程中滴定液电导的突变来确 定滴定终点, 定滴定终点,然后根据滴定终点所消耗的滴定剂的 体积和浓度计算待测物的含量。 体积和浓度计算待测物的含量。
Ksp=(4.69 × 10-7) 2 =2.1× 10-13 ×
电导滴定
电导滴定测定稀酸、 电导滴定测定稀酸、弱 酸、混合酸时的滴定曲 线形状。 线形状。
电导滴定过程中注意的几个问题: 电导滴定过程中注意的几个问题
1, 为了避免稀释效应对溶液电导的影响,所以,滴 为了避免稀释效应对溶液电导的影响,所以, 浓度至少要是滴定液浓度10-20倍; 定剂的 浓度至少要是滴定液浓度 倍 2, 滴定过程中必须保持电极间相对位置不变; , 滴定过程中必须保持电极间相对位置不变; 3, 每次加滴定剂后,都应注意搅拌,测量时要停 , 每次加滴定剂后,都应注意搅拌, 止搅拌; 止搅拌; 4,对多数电导滴定来说,电导池不需要恒温,但对 ,对多数电导滴定来说,电导池不需要恒温, 温度有明显变化的反应,要注意恒温。 温度有明显变化的反应,要注意恒温。整个温度变 化不要超过1°C。 化不要超过 ° 。
对某一固定的电导池来说,电导池常数为定值。 对某一固定的电导池来说,电导池常数为定值。
摩尔电导( 摩尔电导 Λm)
距离为单位长度( 距离为单位长度(1cm)的两电极板(1cm2)间含 )的两电极板( 的电解质的溶液的电导。单位: ⋅ 有1mol 的电解质的溶液的电导。单位:S⋅ cm2⋅ mol-1 引入摩尔电导后,不同浓度、 引入摩尔电导后 不同浓度、不同类型电解质导电能 不同浓度 力的比较。

第2章++电导分析

第2章++电导分析

η (ε rT )
1 2
其中, η 为溶剂的粘度;
ε r 为相对介电常数。
当电解质溶液被加上高频电压时,由于电压周期比离 子氛的松驰时间短,此时,可视离子氛为静止状态,离子 氛的对称性没有大的变化,阻滞作用部分或全部消失,因 此电导会相应增大。
第二章 电导分析 18
§2.2
溶液电导的测量方法
2.2.1 概述
第二章 电导分析 20
• 选择电导池常数的最佳条件是: 电导池测量介质的电导率范围应在 10-3 ~3 ×10-5 S · cm-1 之间。常数太小时不容易测准,太大时仪器的平衡点又难以 确定。因此,被测量的电解质水溶液的电导率应在 10 -1 ~ 10 -7 S · cm-1 之间。 • 为了减少极化效应和电容的干扰,铂电极上常常镀上一层 “铂黑”以增大电极的面积。但是,铂黑颗粒可能对溶液中 的某些反应有催化作用,或者可从溶液中吸附大量的溶质从 而改变其浓度。遇到这种情况,还是用光亮铂片电极为好。
第二章 电导分析
21
2.2.2 电导仪
• 电导仪的构造
包括:电导池,测量荡器。常见电源电路有 • 电阻电容移相振荡 • 电感反馈电感电容振荡 • 电感负载多谐振荡
由式(2.1)可得:
(2)测量电路:分为分压式、平
衡电桥式和欧姆计式三种。
1 Gx = Rx
λ Λ 0, m (HAc) =0 (H + ) + λ0 (Ac − )
= λ0 (H + ) + λ0 (Cl − )] + [ λ0 (Na + ) + λ0 (Ac − )] − [ λ0 (Na + ) + λ0 (Cl − )] [ = Λ 0,m (HCl) + Λ 0,m (NaAc) − Λ 0,m (NaCl) = (423.2 ×10 −4 + 91.0 ×10 −4 − 123.5 ×10 −4 ) S ⋅ m 2 ⋅ mol −1 = 390.7 ×10 −4 S ⋅ m 2 ⋅ mol −1

电导分析法原理zhuPPT课件

电导分析法原理zhuPPT课件
银电极。电极之间的距离为12.00厘米。若在电导池内充以 0.10mol的AgNO3溶液,并施加20伏的电压。测得的电流强度 为0.1976安。试计算:
(1)该溶液的电导。
(2)电导池常数。
(3)0.1 mol的AgNO3溶液的电导率和摩尔电导率。
解(1) G=1/R=I/V=0.1976/20=0.00988(S )
:介质的黏度
T:绝对温度
2020/9/15
7
二、 电解质溶液的电导与浓度的关系
relationship between conductance and concentration
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8
离子的电导
溶液的总电导:G=cim,i 弱电解质(乙酸)溶液的 m 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)
对于一个均匀的导体来说,它的电阻或电导是与其长度
和截面积有关的.为了便于各种导电体和导电能力的比较, 类似于电阻率提出了电导率的概念。
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
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2
一、电解质溶液的基本性质
basic property of electrolyte solution
电导法是研究电解质溶液导电现象及其规律

电导分析法的基本原理

电导分析法的基本原理

电导分析法的基本原理**节电导分析法的基本原理一、电解质溶液的导电性能电解质溶液和非电解质溶液的*显著的差别是:前者能够导电,后者不能。

前者能够导电是由于电解质在水溶液中能够电离,生成阳离子和阴离子,在电场作用下它们将向相反方向移动,形成电流,产生导电现象。

因此电解质溶液是一种离子导体。

离子导体还包括熔盐、固体电解质、离子交换树脂膜等,所以电解质泛指有肯定离子导电性的物相。

(1)电导电导是衡量金属导体和电解质溶液导电本领的物理量。

用符号G表示,其SI单位是西门子,符号为S,1S=1Ω—1电导是电阻的倒数,即(2)电导率均匀导体在均匀电场中的电导与导体截面积A成正比,与其长度l成反比。

式中ρ为电阻率,其倒数为电导率,用表示,其SI 单位为S·m—1、是电极距离为1m而两极板面积均为1m2时电解质溶液的电导,故有时亦称为比电导。

的数值与电解质种类、温度、浓度有关.对于强电解质,溶液较稀时,电导率貌似与浓度成正比;浓度很大时,因离子间相互作用,电导率加添缓慢,并经过一个极大值后下降。

对于弱电解质,由于起导电作用的仅是解离的那部分别子,而在浓度加添时,由于解离度减小,离子数量加添不多,所以弱电解质电导率总的来说,不大。

二、电导与溶液浓度的关系虽然电导率已除去了电导池几何结构的影响,但它仍与溶液浓度或单位体积的质点数有关。

因此,无论是比较不同种类的电解质溶液在指定温度下的导电本领,还是比较同一电解质溶液在不同温度下的导电本领,都需要固定被比较溶液所包含的质点数。

这就引入了一个比更有用的物理量,称为摩尔电导率。

式中,c为电解质溶液的物质的量浓度,单位为mol·m—3,κ为电导率,单位为S·m—1,所以Λm的单位为S·m2·mol—1、Λm规定为相距为1m的两个平行板电极之间装有含1mol电解质(基本单元)的溶液所具有的电导。

①在使用摩尔电导率时,应写明物质的基本单元。

第二章电导分析法

第二章电导分析法

迪拜-夫肯汉根效应
(三) Debye Huckel -Onsager电导理论
1.弛豫效应(relaxation effect)
由于每个离子周围都有一个离子
氛,在外电场作用下,正负离子作逆 向迁移,原来的离子氛要拆散,新离 子氛需建立,这里有一个时间差,称 为弛豫时间。
在弛豫时间里,离子氛会变得不对称,对中心离子的 移动产生阻力,称为弛豫力。这力使离子迁移速率下降, 从而使摩尔电导率降低。
在一定温度和溶剂下,Λοm为一定值。该值在一定 程度上反映了个离子导电能力的大小。
下面是一些常见离子在水溶液的极限摩尔 电导(25º C)
阳离子 λοm+ 阴离子 λοm-
H+
Na+ K+
1 2
349.8
50.11 73.52
OHClBr1 SO422
197.6
76.34 78.3
Mg2+
53.06

摩尔电导规定了电解质的物质的量,而不管 体积大小
Λm

C
摩尔电导与浓度的关系
Λm为摩尔电导S· 2mol-1 cm
摩尔电导率必须对应于溶液中含有1mol电解质,
但对电解质基本质点的选取决定于研究需要。
例如,对 CuSO4 溶液,基本质点可选为 CuSO4 或
( 1 CuSO 4 ) ,显然,在浓度相同时,含有1mol CuSO4 溶 2
Λm ( AΛm B) c
D:介电常数
:介质的黏度
T:绝对温度
理论解释
松弛效应与电泳效应
(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)高频交流电场,电导随频率变化的现象:

第2章 电导分析.

第2章 电导分析.
2020/3/1
R l
A
G A
l
G = κ/ θ
电导率κ的物理意义:当A=1m2,l=1m时正立方体液 柱(单位体积导体)所具有的电导;或相当于1m3 溶 液在距离为1m的两电极间所具有的电导.
2020/3/1
电导池常数(cell constant)
电导池常数
Kcell

l A
单位是 m1
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-
-
-
+
-
-
-+
-
运动过程:是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛松弛时间:离子氛生成和消失的时间。
10-7~10-9s
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(1)松弛效应 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。 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) (2)电泳效应 溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用
➢测量时应以交流电作为电源,不能使用直流电
➢桥中零电流指示器不宜采用直流检流计,而改用 耳机或示波器 ➢在相邻的某一臂并联一个可变电容,补偿电导池 的电容 ➢为了降低极化至最小程度,应采用镀铂黑的铂片 做为电导电极
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(2)分压法
由交源E提供电压E,加 在电导池(Rx)与分压电阻 (Rm)串联的电路上,它 们分压分别为Ex和Em
Λ Λ Λ Λ Λ Λ m


m,+


m,

m


m,+


m,
这就称为Kohlrausch 离子独立移动定律。这样,
弱电解质的 查离子的

电导分析法

电导分析法

衡量电解质溶液导电能力的物理量,电阻的
倒数。
G=
1 R
=
1 ρ
A L
=
κ
A L
单位:西门子 S,1S=1-1
R=ρ L A
欧姆定律
一定浓度的电解质溶液中插入两个电极,接 上交流电源,则在一定温度下该溶液的电阻
同两电极间的距离成正比,同电极的截面积
成反比,即:

式中R—电阻(Ω)
R=ρ L A
3.在电解质溶液中,离子带有电荷,离子间存在相互作用, 溶液愈浓,作用愈大,离子的运动和导电能力就愈受到 牵愈力制小极,,小ΛΛ,mm此值值时就就Λ愈 愈m小大值;,趋相当于反溶最,液大溶无值液限,愈稀即稀释Λm,时°则,。离离子子之之间间引作力用
4.上面提到的摩尔电导率接近于常数,为什么它仅仅是接 近于常数,而不完全是是常数呢?因为它在一定程度上还 是随着溶液浓度的变化而变化的.
(s/m) 25.13 3.91 0.052 1.288 11.18
一些离子在无限稀释时的摩尔离子电
导率(25C)
阳离子λ°+(×10-4 S·m2·mol-1)阴离子λ°-
H+
349.8
OH-
198.6
Li+
38.7
F-
55.4
Hale Waihona Puke Na+50.1Cl-
76.4
K+
73.5
Br-
78.1
含量的工作曲线,然后再由试样电导值求碳、硫含量。
二、电导滴定法
电导滴定法是在滴定过程中利用溶液电导的 突然变化来指示终点的方法。
NaOH溶液滴定HCl溶液
滴定之前,溶液中存在H+和Cl-离 子, 在滴定过程中,H+离子被中和成 不Na导+离电子的,H其2O电分导子率,比但H同+离时子增的加低了 得多,所以滴定开始以后,溶液的 电导逐渐下降。到达等当点时,H+ 离子浓度已非常小,虽然溶液中有 Na+和Cl-离子,但他们的摩尔离 子电导率很低,所以,此时溶液总 电导达到最低值,过了等物质的量 点后,加入的Na+和OH-离子(特 别是OH-)使电导值迅速上升, 所以在等物质的量点出现一个转折 点。相对应的滴定剂体积即为滴定 终点。

仪器分析:电导分析法

仪器分析:电导分析法
V =1000/C C—溶液浓度,mol·L-1。 m表示电解质的量为1mol时溶液的导电能力。不能直接测量,
只能通过测量k来求得m 。
m
k
1000 C
两电极间相距为1cm, 溶液的导电面积A的数值与溶液的体积
V的数值相等。
k与 m的区别: 电导率k:单位体积电解质溶液的电导,溶液浓度越大,k越大。
铂电极
电导池示意图
k—电导率或比电导,Scm-1。
k G l A
1Scm-1=106S cm-1
(4)
Fig.
l/A为电导池常数。
2. 摩尔电导率
指在相距为1cm的两电极之间含有 1mol电解质溶液时具
有所的电导,以 m 表示: m=kV
m —摩尔电导率,S·cm2·mol-1; V—含有 1mol电解质溶液的体积,mL。
电导池的形式常用浸入式。
对于一定的电导池,l/A为一定值,称为该电导池的池常数, 单位为cm-1。只要测得溶液的G值,乘以l/A即可求得溶液的k。 测量方法:
1)惠斯登电桥式电导仪 如D5906型、27型电导率仪测 量电导率,需测定电导电极的池常数l/A。
例:用一个已知电导率的标准溶液(常用KCl标准溶液) 测其电阻,求出l/A 。
3. 工业生产流程中的控制及自动分析
在合成氨生产中,为防止引起催化剂中毒,须监控合成氨
原料气中CO和CO2含量,采用NaOH溶液作电导液,将其吸收 生成Na2CO3。溶液的电导率随被吸收CO2的量有明显变化,通 过标样制作标准曲线即可测定未知样品。
4. 大气中SO2的测量
测定SO2 ,电导法是监测方法之一。
电极常数l/A的测定最好使用“参比溶液法”,即通过测
量标准KCl溶液的电阻,按下式求得l/A,即
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在无限稀释的溶液中,离子淌度用UA,0 表 示,称为离子的极限淌度。 在电解质完全电离的情况下,离子淌度和 摩尔电导率的之间有如下关系:
m U U F
,m U F
(F为法拉第常数)

,m U F
---摩尔电导率随浓度的变化,是由离子淌度的 变化引起的; --- 正、负离子摩尔电导率之差,是 由离子淌度的差异引起的。
摩尔电导率为正离子和负离子的摩尔电
导率之和。
即:
o ,
0, m
0 , 0 ,-
式中, 、 分别代表无限稀释的溶液
o ,-
中正离子和负离子的摩尔电导率。
在无限稀释的溶液中,正、负离子的电导率只取决 于离子的本性,不受其他共存离子的影响。
例如:已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的λNO3Λ

c G m 22 . 7 10
3
53
4
( 349 . 82 71 . 44 ) 10
28 . 6
mol· -3 m
即c = 0.0286mol· -1 L
例4:在25℃时,用面积为1.11cm2,相距 1.00cm的两个平行的铂黑电极来测定纯 水的电导,其理论值为多少?
解:纯水的极限摩尔电导率; Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S· 2· -1 m mol 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为 10-7mol· -1,即c=10-4mol· -3 L m 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S· -1 m 所以纯水电导为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2 =6.08×10-8S
五、电解质溶液的电导与其浓度关系 的理论解释
1、弱电解质: 电离理论---摩尔电导率随浓度
的增大而降低由于电解质电离度减少的缘故。
2、强电解质:离子互吸理论---电解质中每个 中心离子都被带有相反电荷离子和溶剂化分子 包围形成离子氛。当中心离子不做运动时,离 子氛处于稳定状态,球形对称。当中心离子在 外电场的作用下移动时,离子氛对称性受到破 坏。
分压式电路
Ri
~
E
~
E
RM
Ra
欧姆计式电路
§2-3 电导分析及其应用
一、直接电导法的应用:
直接电导法是直接根据溶液的电导
与被待离子浓度的关系进行分析的方法。
主要应用在以下几个方面:
(1) 水质纯度及土壤、海水盐度的测定:
水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。
通过测定电导率可以鉴定水的纯度。
超纯水 蒸馏水 好水源 0.5%NaCl 海水
因为直流电通过电解质溶液时,电极 会发生氧化或还原反应而使溶液中组分 的浓度发生变化,电阻也随之改变,从 而造成了电导测量的严重误差。采用交 流电源可消除或减小上述现象,因为在 电极表面的氧化和还原反应迅速交替进 行,其净结果可认为没发生反应。因 此,以交流电源对电导池供电为好。
Ra R M EM
的溶质而改变其浓度,有时
用光亮铂片电极。
2、测量电源:交流电源
3、测量电路:
电阻R2和R3组成比例臂, R1为精密可调电阻,待 测溶液置于有两个铂电 极的电导池中,电阻为 Ra。通电,调节R1至电 桥平衡,则:
4、指示器:
Ra =
R1 R2
R3
普通电导法测量中,为什么以交流 电源对电导池供电为好?
0,m
HAC
o
H AC
o o o o o o o
H Cl Na AC Na Cl
HCl
-4 -4
o ,m
o ,m
电导率和摩尔电导率随浓度的变化
HCl

KCl
m
m
NaCl
KOH LiCl
NaAc
HAc
HAc
c
强电解质:c,(c<5mol· -1), 而c, m ,并偏离直线。 L 当c1/2 0时 m并趋向于极限值m(无限稀释时的摩尔电导率 ), 所以可用外推法求m。 对于弱电解质,当c1/2 0时 m 剧急增加但并不趋向于极限 值m, 所以不能用外推法求m。
导的方法和测量电阻的方法基本相同。
经典的测量方法是采用惠斯顿电桥法 测量盛有电解质溶液的电阻。
一、电导仪
包括电导池、测量电源、测量电路及指示 器等部分。
1、电导池:电极有一对具有固定面积和 位置的平行片组成 铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒,减小 极化效应和电容干扰。但由于铂黑颗粒对 溶液中某些反应可能有催化等作用的影响, 并且可能从溶液中吸附大量
电子导体:依靠电子的定向流动而 导电。如:金属导体(电线、电缆)、 某些金属氧化物、石墨等。
导 体
离子导体(又称电解质导体):借助 离子在电极作用下的定向移动进行 导电。如:电解质溶液和某些固体 电解质。
电解质溶液能导电,而且当溶液 中离子浓度发生变化时,其电导也随 之发生变化。用电导来指示溶液中离 子的浓度就形成了电导分析法。 电导分析法:依据物质电导与浓度之间关
电 极 1
1m
例2:某电导池内装有两个直径为 4.0×10-2m并相互平行的圆形电极, 电极之间的距离为0.12m,若池内盛 满浓度为0.1mol· -1 的AgNO3 溶液, L 并施加20V电压,则所测电流强度为 0.1976A。试计算池常数、溶液的电 导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。
解 : 已 知 A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol· -1=100mol· -3 L m 池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1 溶液的电导 G = I/E=9.88×10-3S 电导率: k=G· θ=9.88×10-3×95.5=0.943S· -1 m Λm=k/c=9.43×10-3S· 2· -1 m mol
两种因素相互制约。
二、摩尔电导率与极限摩尔电导率
1、摩尔电导率(m):
定义: 两块平行的大面积电极相距1m时,
它们之间有1mol的电解质溶液,此时该体
系所具有的电导,用符号m表示。
它与电导率的关系为:
m V 1000 c
(单位:Sm2mol-1)
2m
电 极 2 c=1mol· -3 m
840
m-1
由 G=1/R=k/ 得到:
k= /R=840/1995.6=0.421S· -1 m
由于两极间的距离及板的横
截面积不好测量,所以电导率不
能直接准确测得,一般是用已知 电导率的标准溶液测出其电导池 常数,再测出待测液的电导率。
图中出现极大值的原 因:
电导率的大小与溶液 中离子数目和离子间 相互作用力。
c1/2
Λ m Λ0 , m A c
2、极限摩尔电导率(0, m):
定义:当电解质溶液无限稀释后,摩尔 电导率得到最大值,此值称为无限稀 释摩尔电导率,用符号0, m表示。
0, m不随浓度而改变,因此它可以作为电
解质溶液导电能力的特征常数。
三、离子独立移动定律
定律:在无限稀释的溶液中,电解质的
阳离子 H+ Na+ K+ Mg2+ λοm+ 349.82 50.11 73.52 53.06 阴离子 OHClBrSO42λοm197.6 76.34 78.3 80.0
例3: 用电导池常数为0.53cm-1 的电导池测
得某硝酸溶液的电导为22.7mS,计算该 硝酸溶液的物质的量的浓度。 解:已知θ=l/A = 53m-1, G = 22.7mS
单位:西门子 S,1S=1-1
2、电导率:单位体积的导体所具有的电导。 G = A / l (单位:Sm-1) 3、电导池常数:电导池装置一定,面积A 与L固定不变,因此l /A为定值。
=l / A (单位:m-1) = G
用电导率直接来衡量导电能力。
电导池常数Kcell 的测定: Kcell = (已知)/G(测定)
0,m H A C o H

AC
o -4
3 4 9 .8 1 0
4 9 .9 1 0
2
-4
S m
2
m ol
-1
3 9 0 .7 1 0 S m m o l
-4
-1
根据这个规律,还可以应用几种强电解 质的极限摩尔电导率来计算弱电解质的 极限摩尔电导率。 如:
m 0,m A c 0,m 8.20 105 82.5 0,m c 3/ 2 1/ 2 ( DT ) ( DT )
0,m ( A 0,m B ) c
D
:介电常数 :介质的粘度
T
A Λ0 , m
:绝对温度
C :松弛力的影响
四、离子淌度
离子在外电场作用下将以不同的速度向两 极定向移动,其移动速度与电位梯度(或 电场强度)成正比。

dE

U
dE


dl

U
dE

dl
式中: d l 为电位梯度,即单位距离的电 位降,其电位为V· -1。 、 分别为电 m U U 位梯度为1 V· -1时正、负离子的迁移速 m 度,称为离子迁移率(又称离子淌度) 。
系,确定待测组分含量的方法。
§2-1 电导分析的基本原理
§2-1 电导分析的基本原理
1 2
电导及电导率 摩尔电导率与极限摩尔电导率
提 纲
5
3
离子独立移动定律 离子淌度
4
电解质溶液的电导与其浓度关系的理论解释
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