物理化学电导及其应用

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物理化学主要公式及使用条件

物理化学主要公式及使用条件

第七章 电 化 学 主要公式及其适用条件1.迁移数及电迁移率电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电,即正、负离子分别承担导电的任务。

但是,溶液中正、负离子导电的能力是不同的。

为此,采用正(负)离子所迁移的电量占通过电解质溶液的总电量的分数来表示正(负)离子之导电能力,并称之为迁移数,用t + ( t - ) 表示。

即正离子迁移数-++-++-++++=+=+=u u u Q Q Q t v v v负离子迁移数-+--+--+--+=+=+=u u u Q Q Q t v v v上述两式适用于温度及外电场一定而且只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶液。

式子表明,正(负)离子迁移电量与在同一电场下正、负离子运动速率+v 与 -v 有关。

式中的u + 与u - 称为电迁移率,它表示在一定溶液中,当电势梯度为1V·m -1 时正、负离子的运动速率。

2.电导、电导率与摩尔电导率衡量溶液中某一电解质的导电能力大小,可用电导G ,电导率κ与摩尔电导率m Λ来表述。

电导G 与导体的横截面A s 及长度l 之间的关系为l A κR G s==1式中κ称为电导率,表示单位截面积,单位长度的导体之电导。

对于电解质溶 液,电导率κ则表示相距单位长度,面积为单位面积的两个平行板电极间充满 电解质溶液时之电导,其单位为S · m -1。

为了反映在相同的物质的量条件下,电解质的导电能力,引进了摩尔电导率的概念。

电解质溶液的摩尔电导率m Λ定义是该溶液的电导率κ与其摩尔浓度c 之比,即c κΛ=mm Λ表示了在相距为单位长度的两平行电极之间放有物质的量为1 mol 电解质之溶液的电导。

单位为S · m 2 · mol -1 。

3. 离子独立运动定律与单种离子导电行为摩尔电导率m Λ与电解质的浓度c 之间有如下关系: c A ΛΛ-=∞m m此式只适用于强电解质的稀溶液。

物理化学电导率知识点总结

物理化学电导率知识点总结

物理化学电导率知识点总结一、电导率的定义电导率通常用符号κ表示,单位为S/m(西门子/米)。

在物理学中,电导率是描述物质导电能力的量。

电导率的计算公式为κ = G / l * A,其中G表示导电系数,l表示电流传导长度,A表示电流传导面积。

二、电导率的电解质溶液当溶质为电解质时,其导电能力主要由其中的阳离子和阴离子产生的。

电解质溶液中的离子可导致电子的迁移,并使得溶液具有一定的电导率。

一般来说,电解质溶液的离子浓度越高,其电导率也越高。

三、电导率的测定电导率的测定通常使用电导仪进行,电导仪是一种专门用于测定溶液中电导率的仪器。

在实验中,将电导仪中的电极浸入溶液中,通过电导仪的显示屏可以读取到溶液的电导率数值。

四、影响电导率的因素1. 浓度溶液中的离子浓度越高,电导率也就越高。

2. 温度温度的升高会导致电解质的电导率增加,这是由于温度升高导致了离子活动度和迁移速率的增加。

3. 离子种类不同种类的离子具有不同的电导率,通常而言,离子价高的离子电导率较高。

4. 溶剂性质溶剂的性质也会影响电导率,通常来说,极性溶剂会提高电导率。

五、应用1. 土壤测试电导率可以用来测定土壤中的盐分含量,可以用来判断土壤的肥力。

2. 水质监测电导率可以用来监测水中溶解的离子浓度,从而判断水质的好坏。

3. 生物学研究电导率可以用来研究生物细胞中的离子迁移行为,可以用来揭示生物进程中的化学活动。

六、总结电导率是溶液中离子迁移能力的量化指标,对于研究溶液的导电性质非常重要。

电导率的测定可以用来判断溶液中离子浓度,用于各种领域的实际应用。

因此,对于电导率这一物理化学参数的研究和应用具有重要意义。

高考化学常见物质电导率

高考化学常见物质电导率

高考化学常见物质电导率高考化学常见物质电导率分析引言:电导率在化学领域中是一个重要的概念,它用来描述物质的导电性能。

在高考中,电导率常常作为一个重要的考点出现,掌握常见物质的电导率对于解答相关问题至关重要。

本文将对高考化学中常见物质的电导率进行分析和总结,帮助考生更好地理解和掌握这一概念。

一、关于电导率的基本概念电导率是描述物质传导电流能力的物理量,通常用符号σ表示。

电导率与物质的导电性能有关,导电性能越好,电导率越高。

电导率和电阻是互逆的概念,它们之间的关系可以用以下公式表示:电导率σ = 1/电阻R。

电导率的单位是西门子/米(S/m)。

二、金属导体的电导率金属是一类能够良好传导电流的物质,因此它们的电导率相对较高。

在常见金属中,铜(Cu)和银(Ag)的电导率最高,分别为59.6MS/m和62 MS/m。

铝(Al)的电导率较低,为37.7 MS/m。

其他常见的金属如铁(Fe)、锌(Zn)和锡(Sn)的电导率也比较高,分别为9.71 MS/m、16.6 MS/m和9.36 MS/m。

三、非金属导体的电导率非金属是一类不能良好传导电流的物质,因此它们的电导率相对较低。

在高考中,会考察一些非金属材料的电导率,如碳(C)、硫(S)和硅(Si)。

碳是一种具有变化的导电性能的物质,其不同形态具有不同的电导率。

晶体形态的碳是一个非导体,而石墨形态的碳则是一种良好的导电材料,其电导率约为1.05 × 10-5 S/m。

硅也是一种非导体,其电导率约为10-3 S/m。

硫是一种对电流较差传导的物质,其电导率更低,仅为10-15 S/m。

四、电解质和非电解质的电导率电解质和非电解质是化学中常见的两类物质。

电解质在溶液中或熔融态下能够产生离子,并能导电。

电解质的电导率与其浓度和温度有关。

一般情况下,电解质的电导率随浓度的增加而增加,随温度的升高而增加。

常见的电解质有氯化钠(NaCl)、硫酸(H2SO4)和盐酸(HCl)。

物理化学-第七章-电化学

物理化学-第七章-电化学
解: 电极反应: Ag e Ag
通入的总电量:Q I t 0.23060 360库仑
电极上起化学反应物质的量:
n Q 360 0 00373mol zF 196500
析出Ag的质量: m=n×MAg=0.00373×107.88=0.403g
二、电导、电导率和摩尔电导率
体积与浓度的关系如何呢?
c n V
(mol·m-3)
若n为1mol
Vm

1 c
m

Vm


c
S·m2·mol-1
注意:c的单位:mol﹒m-3
3.电导、电导率和摩尔电导率之间的关系
G 1 R
K l A
G K
m


Vm


c
例: 298K时,将0.02mol·dm-3的KCl溶液放入 电导池,测其电阻为82.4Ω,若用同一电导池充 0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液,测其电阻为 326Ω,已知298K时,0.02mol·dm-3的KCl溶液 的电导率为0.2768S.m-1 (1)求电导池常数; (2)0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液的电率; (3)0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液的摩尔电 导率。
★电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类型的化学 电源。
★ ⒊电分析 ★ ⒋生物电化学
§7-1 电解质溶液的导电性质 一、电解质溶液的导电机理
1.导体: 能够导电的物体叫导体。
第一类: 靠导体内部自由电子的定向运动而导电的物体
如 金属导体
石墨
性质:
A.自由电子作定向移动而导电
F:法拉第常数,即反应1mol电荷物质所需电量 1F=96500库仑/摩尔

化学物质的电导率

化学物质的电导率

化学物质的电导率导言电导率是衡量物质导电能力的物理量,它反映了电荷在物质中传导的能力强弱。

化学物质的电导率对于我们理解和应用化学非常重要。

本文将探讨化学物质的电导率的基本概念、影响因素以及相关应用。

一、电导率的基本概念电导率是指物质单位体积内的导电性,通常用符号σ表示,单位为西门子/米(S/m)。

电导率可以用下式表示:σ = 1/ρ其中,ρ为物质的电阻率,单位为欧姆·米(Ω·m),ρ与σ成反比。

二、影响电导率的因素1. 浓度溶液中的电离质浓度是影响溶液电导率的主要因素。

随着电解质浓度的增加,导电物质的电荷密度增大,电离反应增加,溶液电导率也随之增加。

2. 温度温度是影响化学物质电导率的重要因素。

在常温下,溶液的电导率随温度升高而增加,这是由于温度升高使离子活动度增加、溶液电离增多所致。

然而,高温下由于溶液的蒸汽化和电化学反应的不完全性,导致电导率降低。

3. 溶剂溶剂对于液态溶液的电导率有影响。

通常情况下,极性溶剂有利于溶解电解质,从而增加溶液的电导率。

非极性溶剂则不利于电解质的溶解,导致电导率降低。

4. 溶质的电荷性质溶质的电荷性质直接影响着电导率。

带正、负电荷的离子易于电解,因此具有较高的电导率。

而非离子性的化合物如脂肪酸等,通常没有电离,所以它们的电导率较低。

三、化学物质电导率的应用1. 反应速率电导率可以作为化学反应速率的指标之一。

在一些离子反应中,反应速率与电导率正相关。

通过监测反应体系的电导率变化,可以研究反应的动力学过程。

2. 溶液浓度的测定电导率可以用来测定溶液中电解质的浓度。

通过建立电导率与溶液浓度之间的标准曲线,根据待测溶液的电导率值可以确定其浓度。

3. 离子浓度的测定电导率还可以被用来测定溶液中离子的浓度。

根据物质的电导率特性,可以通过电导率测定来推算出其中离子的浓度,从而用于各种分析化学和环境科学的实验研究。

4. 材料表征电导率是评价材料导电性质的重要指标之一。

实验五:电导率的测定及其应用

实验五:电导率的测定及其应用

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化本092 姓名周培实验日期2011年4月14日同组姓名徐浩,郑志浩指导老师刘旭峰,王婷婷实验名称实验五、电导的测定及其应用一、实验目的1、测量KCl水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。

2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。

3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理1、电解质溶液的电导率、摩尔电导率①电导率对于电解质溶液,常用电导G表示其导电能力的大小。

电导G是电阻R的倒数,电导的单位是西门子,常用S表示。

G =κA /lκ为该溶液的电导率l/A = Kcell,称为电导池常数。

其意义是电极面积为及1m2、电极间距为lm的立方体导体的电导,单位为S·m-1。

Kcell可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。

然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G,再得出κ②摩尔电导率ΛmΛm=κ/ CC为溶液浓度,单位mol.m-32、当溶液的浓度逐渐降低时,由于溶液中离子间的相互作用力减弱,所以摩尔电导率逐渐增大。

柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系:Λ∞m为无限稀释时的极限摩尔电导率,A视为常数可见,以Λm对C作图得一直线,其截距即为Λ∞m。

3、弱电解质溶液中,只有已电离部分才能承担传递电量的任务。

在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。

此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m,可用离子极限摩尔电导率相加求得。

在弱电解质稀溶液中。

离子的浓度很低,离子间的相互作用可以忽视,因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λm与其极限摩尔电导率之比,即:α=Λm/Λ∞m对于HAc,在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系:HAc====H++ Ac-t=0 C 0 0t=t平衡C(1-α) CαCαK⊙=cα/c⊙(1-α)在一点温度下K⊙是常数,因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。

电导率 渗透压

电导率 渗透压

电导率渗透压全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电导率和渗透压是物质在溶液中的两个重要指标,它们在生物医学领域和工业生产中起着至关重要的作用。

本文将分别介绍电导率和渗透压的概念、测量方法以及其应用领域。

希望通过本文的介绍,读者能更加深入了解这两个参数的意义和功能。

电导率(conductivity)是指物质在电场中导电的能力,通常用电导率值来表示。

电导率是描述电解质溶液中离子传导能力的重要物理量,通常用单位时间单位体积内通过的电荷的数量来表示。

对于电解质溶液来说,离子的浓度越高,溶液的电导率也就越高。

电导率的测量可以通过导电仪进行,其原理是利用溶液中的离子在电场中传导电流。

电导率的值可以表征物质的纯度、浓度以及杂质的程度,因此在水质监测、化学分析和工业生产中有着广泛的应用。

渗透压(osmotic pressure)是指在半透膜或细胞膜两侧存在浓度不同的溶液时,由于溶质的不均匀分布而导致的压强差异。

渗透压是细胞内外液体间维持平衡的关键参数,它影响着生物体内外水分的转移和细胞的正常功能。

通常用帕斯卡(Pa)来表示渗透压的大小。

测量渗透压的方法有很多种,常用的方法包括渗透压计法、结晶点法和流体比重法等。

通过测量渗透压的数值,我们可以了解溶质在溶液中的浓度和分布情况,从而推断出细胞内外溶质的平衡状态和细胞的生理活动。

电导率和渗透压都是描述溶液中物质传导和平衡状态的重要参数,它们在不同领域具有不同的应用价值。

在环境监测中,我们可以通过电导率值来评估水质的优劣,判断水体中是否存在有害物质。

在化学实验中,电导率可以用来确定物质的浓度和纯度,帮助科研人员进行实验设计和质量控制。

而在生物学研究中,渗透压的测量可以帮助我们了解细胞内溶质的平衡状态,从而研究细胞的生长、分化和免疫反应等生理过程。

第二篇示例:电导率和渗透压是两个在生物学和化学领域中经常出现的概念。

它们分别代表了溶液中电导电流的能力和溶液中溶质造成的压力效应。

《物理化学基础实验》电导率法测定表面活性剂临界胶束浓度实验

《物理化学基础实验》电导率法测定表面活性剂临界胶束浓度实验

《物理化学基础实验》电导率法测定表面活性剂临界胶束浓度实验一、实验目的用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度;了解表面活性剂的特性及胶束形成原理;掌握DDS-308型电导率仪的使用方法。

二、实验原理有些物质当它们以极低的浓度存在于某体系中时,可被吸附于该体系的表面上,使表面自由能明显降低,这样的一类物质称为表面活性剂。

表面活性剂具有特殊的结构,即分子是由亲水的极性端和亲油的非极性端组成,通常分为三大类:阴离子型、阳离子型和非离子型。

若不另加说明,一般的表面活性剂都是水溶性的。

表面活性剂进入水中,在低浓度时呈单个分子状态,并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。

当溶液浓度加大到一定程度时,许多表面活性剂分子立刻结合成很大的集团,形成“胶束”。

以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的,表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度,以CMC 表示。

胶束的形成过程如下图所示。

图18-1 胶束形成过程示意图Figure 18-1 Schematic diagram of micelle formation在CMC点上,由于溶液结构的改变,导致其某些物理化学性质同浓度关系的曲线也出现明显的转折,如下图所示。

这个现象是测定CMC的实验依据。

利用这个现象,我们可以测定表面活性剂的CMC值。

本实验通过测定不同浓度溶液的电导率值,绘制电导率与浓度关系曲线,由曲线的转折点,来确定阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的CMC值。

图18-2 表面活性剂的物理性质与浓度的关系Figure 18-2 Relationship between the physical properties and the concentration of surface active agent三、仪器和试剂仪器:DDS-308型电导率仪,超级恒温水浴。

药品:0.02 mol·dm-3的十二烷基硫酸钠(事先配制)。

材料:容量瓶(100 mL)移液管、洗耳球、锥形瓶。

实验二电解质溶液电导率的测定及其应用

实验二电解质溶液电导率的测定及其应用

实验二 电解质溶液电导率的测定及其应用一、目 的(1)通过测定弱电解质醋酸溶液的电导率,计算其解离度a 和标准解离常数K 。

(2)通过测定强电解质稀盐酸溶液的电导率,计算其无限稀释摩尔电导率m Λ∞。

二、原理电解质溶液为第二类导体,它与通过电子运动而导电的第一类导体有所不同,是通过正、负离子在电场中的移动而导电的。

电解质溶液的导电能力用电导 G 来衡量,电导 G 即溶液电阻 R 的倒数:G = 1/R (2.2.1)电导的单位为西门子,简称西,用符号S 表示,1S=1Ω-1。

在电解质溶液中,插入两个平行电极,电极间距离为l ,电极面积为A ,则:G = 1/R = κ A / l 或 κ = G l /A (2.2.2)式中κ为电导率(即为电阻率ρ的倒数),单位为 S·m -1。

当电极的截面积 A =1m 2,距离 l =1m 时,测得的溶液电导即为电导率。

实验时,所用的两个平行电极(通常为金属铂片)用塑料封装在一起,称为电导电极。

电导电极的面积及电极间的距离均为常数,其比值K cell =l /A (2.2.3)称为电导池常数,单位为m -1。

电导池常数K cell 不易直接精确测量,一般是通过测定已知电导率κ的标准溶液的电导G , 再利用式(2.2.4)进行计算。

κ = G K cell (2.2.4)根据式(2.2.4),使用同一个电导电极测量其它溶液的电导,便可确定它们的电导率,这就是电导仪或电导率仪的测量原理。

实验时,应根据溶液电导率的测量精度和变化范围选择电导池常数不同的电导电极,同时选择不同浓度的KCl 标准溶液(见数据表4.21)标定电导池常数。

当两电极间的溶液含有 1mol 电解质、电极间距 1m 时,溶液所具有的电导称摩尔电导率,记作Λm 。

摩尔电导率Λm 与电导率 κ 之间的关系为:Λm = κ / c (2.2.5)式中 c 为物质的量浓度,单位为 mol .m -3。

电导率的测定与应用

电导率的测定与应用

电导率的测定与应用实验目的(1)通过实验验证强电解质溶液摩尔电导率与浓度的关系;(2)掌握电导法测定H A c电离常数的原理和方法;(3)掌握电导率测定的原理与电导率仪的使用方法。

实验原理电解质溶液的电导率随溶液浓度不同而变化,若以1mo l电解质溶液来量度,即可在给定条件下比较不同电解质溶液的导电能力。

把含有1mo l电解质溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间,这时所具有的电导率,称为摩尔电导率,以Λm表示,则摩尔电导率可表示为(1)式中,Λm是摩尔电导率,S·m2/m o l;c是浓度,m o l/m3;κ是电导率,S/m。

Λm的数值可通过测定溶液的电导率κ并根据式(1)计算得到。

通常可使用电导率仪测定溶液电导率。

强电解质稀溶液摩尔电导率与浓度的关系,遵循柯尔劳施公式:。

通过实验测定强电解质稀溶液的电导率,通过式(1),已知浓度c可计算Λm,以Λm的值为纵坐标,以的值为横坐标,从直线外推可求强电解质溶液的。

对于弱电解质溶液,当浓度不是太小时,由于电离平衡的存在,Λm随浓度变化不明显;在极稀时,将不能维持电离平衡,Λm随浓度变小迅速增大,不能用外推的方法得到。

通常弱电解质的由离子无限稀释的摩尔电导率相加而得。

在一定温度下,弱电解质A B在水中电离达到平衡时有如下关系:A B=A++B-起始c00平衡时c(1-α)cαcα因为弱电解质溶液中只有已解离的部分才能承担导电任务,因此(2)(3)所以有(4)即(5)最后得(6)可以看出,若测得一系列不同浓度的A B溶液的摩尔电导率,以对1/Λm作图为直线,其斜率为。

由理论计算(或查文献值)得,可求弱电解质的解离度和解离常数。

仪器和试剂仪器:电导率仪;超级恒温水浴(或水浴锅);恒温磁力搅拌器。

试剂:氯化钾溶液0.02000m o l/L;乙酸溶液0.1000m o l/L。

实验步骤(1)强电解质溶液K C l电导与浓度的关系用移液管移取25m l的0.02000mo l/L的K C l溶液于200m l烧杯中,在25℃的超级恒温水浴中恒温10m i n后测定溶液电导率;加入25m l已恒温(25℃)的蒸馏水,搅拌5mi n后测定溶液电导率;吸去12.5m l溶液后,再加入12.5m l蒸馏水,搅拌5mi n后测定溶液电导率。

物理化学主要公式及适用条件

物理化学主要公式及适用条件

第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。

2. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。

对于理想气体V RT n p /B B =3. 范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRTnb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6· mol -2,b 的单位为m 3· mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。

此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ,V ,T ,n 的相互计算。

第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'am b δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。

系统得功为正,对环境作功为负。

式中 p amb 为环境的压力,W ’为非体积功。

上式适用于封闭体系的一切过程。

2. 焓的定义式 3. 焓变(1) )(pV U H ∆+∆=∆式中)(pV ∆为pV 乘积的增量,只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。

(2) 2,m 1d p HnC T ∆=⎰此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。

4. 热力学能(又称内能)变此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。

pVU H +=2,m 1d V U nC T∆=⎰5. 恒容热和恒压热V Q U =∆ (d 0,'0)V W == p Q H =∆ (d 0,'0)p W == 6. 热容的定义式 (1)定压热容和定容热容δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p p C C n H T ==∂∂ ,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。

材料物理化学教案中的材料的电导率与导电性质

材料物理化学教案中的材料的电导率与导电性质

材料物理化学教案中的材料的电导率与导电性质材料的电导率与导电性质材料的电导率与导电性质是材料科学与物理化学领域的重要研究内容。

电导率是指材料在电场作用下传导电流的能力,导电性质则是指材料本身的导电特性。

在材料的研究与应用中,了解和掌握材料的电导率与导电性质对于设计、制备和优化材料具有重要意义。

一、导电性质的定义和分类导电性质是指材料本身具有传导电流的特性。

根据材料导电机制的不同,一般可将导电性质分为两类:金属导体和非金属导体。

1. 金属导体:金属导体是指能够自由传导电子的材料。

由于金属内部存在大量自由电子,电子在金属中自由移动,从而导致金属具有很高的电导率。

常见的金属导体有铜、银、铝等金属材料。

2. 非金属导体:非金属导体则是指材料中电子传导主要依赖于离子或分子的移动。

非金属导体的导电机制主要包括离子导体、空穴导体和杂质导电等。

离子导体中,正负离子在外电场作用下向相反方向移动从而形成电流;空穴导体则是指材料中电子占据的轨道发生改变后,原本被电子占据的轨道移动形成空穴,空穴在外电场中移动引起电导;杂质导电则是指材料中添加了杂质后,杂质原子或离子的电子能级与宿主材料原子或离子的能级形成共价键或氢键,从而导致电子在外电场作用下传导。

二、电导率的定义和影响因素电导率是材料导电性能的指标,用来描述材料导电能力的大小。

常用的电导率单位是西门子每米(S/m)。

电导率的大小受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 自由电子浓度:金属导体的电导率主要取决于金属中自由电子的浓度。

自由电子浓度越高,电子在金属中传导的能力越强,从而使金属导体具有更高的电导率。

通过控制金属中的杂质含量和晶粒大小等参数,可以调控金属的电导率。

2. 电子迁移率:电子迁移率是指电子在外电场作用下的运动能力。

电子迁移率越大,电子在材料中的传导速度越快,从而导致材料具有更高的电导率。

材料的晶格结构、晶界和杂质的存在都会对电子迁移率产生影响。

物理化学教案:电导率的实验测量与计算

物理化学教案:电导率的实验测量与计算

物理化学教案:电导率的实验测量与计算一、引言电导率是物理化学中重要的性质之一,它描述了物质导电能力的强弱。

测量和计算电导率是学习物理化学的基础实验之一,也是深入了解物质导电特性的关键步骤。

本文将介绍电导率的实验测量方法和计算原理,帮助读者理解电导率的概念和应用。

二、实验测量方法1. 实验仪器和材料为了测量电导率,我们需要准备以下实验仪器和材料:- 电导率计:用于测量溶液或物质的电导率。

常见的电导率计有电导率测定仪和电导率计。

- 导电池:用于提供稳定的电流,常用的导电池有电池、电源等。

- 测试样品:可以是溶液、固体材料或电解质溶液等。

2. 实验步骤(1)将电导率计插入电导率计的插孔中,并将其置于合适的测量范围。

(2)连接导线:将导线分别连接到电导率计的电极和导电池的正负极。

(3)准备样品:根据实验要求准备好待测物质。

如果是固体样品,可以将其溶解到适量的溶剂中制备溶液。

(4)将电极插入待测物质中,确保电极彻底浸入样品中。

(5)观察测量结果并记录。

三、电导率的计算原理电导率可以通过测量样品的导电能力来获得。

当电流通过样品时,电导率计测量到样品中的电阻,并根据欧姆定律计算出导电能力。

电导率的计算公式为:电导率(σ)= 电流(I)/ 电压(V)×导电池的距离(L)×样品的面积(A)四、实验注意事项在进行电导率实验测量时,需要注意以下几点:1. 测量前确保电导率计和导电池都已校准,以获得准确的实验结果。

2. 样品与电极的接触要良好,以确保电流能够顺利通过样品。

3. 选择合适的电流强度和电压范围,以避免过大或过小的测量误差。

4. 测量结束后,要及时清洗样品和电极,以防止交叉污染和实验数据的不准确性。

五、实验应用与拓展1. 电导率在环境监测中具有重要的应用。

通过测量水体或土壤的电导率,可以评估环境质量,监测水体的盐度、污染程度等。

2. 在农业领域,电导率可以用于评估土壤中的盐分含量,帮助农民选择适合种植的植物和调整灌溉水质。

物理化学考研中“电导测定的一些应用”考研考点的分析

物理化学考研中“电导测定的一些应用”考研考点的分析

物理化学考研中“电导测定的一些应用”考研考点的分析摘要:电化学是物理化学考研科目必考内容,电导测定的一些应用内容是电化学中非常重要的组成部分。

结合各高校的物理化学考研真题对电导测定的一些应用内容的考研考点进行深入分析,使考物理化学科目的学生能更好的理解和掌握此考点。

关键词:考研分析;物理化学;电化学中图分类号:G646.1文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0208-02收稿日期:2016-07-12作者简介:任庆云(1981-),女,辽宁朝阳人,硕士,教研室主任,讲师,集宁师范学院.主要从事纳米材料的研究和计算机在化学化工中的应用方面的研究。

考研是人们都非常关注的话题,考研为人们进一步深造学习提供了很好的机会,同时为其拓宽了就业之路。

物理化学作为大部分高校考研专业课中的必考科目备受学生的重视。

国内有关物理化学考研方面的书籍不是很多,而相关论文则更少,之前任庆云等人曾对物理化学热力学及其应用方面内容做了考研考点的分析,并发表了相关的学术论文[1-4]。

电导测定的一些应用内容是物理化学课程电化学部分主要内容之一[5-9],同时也是物理化学课程考研的重点内容之一,本文将对其考点进行深入分析。

一、电导测定的一些应用内容简介电导表示电解质溶液的导电能力的物理量。

有关溶液电导数据的应用是很广泛的,而物理化学教材中主要介绍了检验水的纯度、计算弱电解质的解离度和解离常数、测定难溶盐的溶解度和和电导滴定四个方面的应用。

二、考研考点及真题分析1.电导测定的一些应用的考研考点分析。

对电导测定的一些应用的考研考点分析如下:考点1:计算弱电解质的解离度和解离常数。

考点2:测定难溶盐的溶解度。

考点3:电导滴定。

考点4:电导测定的综合应用。

2.电导测定的一些应用的考研真题分析。

真题1(2010年陕西师范大学物理化学考研真题)在298K 时,浓度为0.01mol ·dm -3的CH 3COOH (aq )在电导池中测定电阻为2220Ω,已知该电导池常数为36.7m -1。

大学物理化学实验汇总

大学物理化学实验汇总

实验一 电导的测定及其应用一、实验目的1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。

2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。

3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 和A 不易精确测量,因此,试验中是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为:2、 总是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系溶液有于特定的电解质和溶剂来说,在一定温度下,A 是一个常数,所以将直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。

3、对于弱电解质,其 无法用 公式求得,由离子独立运动定律:求得,其中 A m ∞+ 和A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。

在无限稀的弱电解质中:以cAm 对 作图,根据其斜率求出K.. 三、实验仪器及试剂仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。

试剂:10.00mol/m3 KCl 溶液, 100.0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。

m cκ=Λ m m,+ m, νν+--∞∞∞=+ΛΛΛ mΛ mΛ m Λ m m ∞=-ΛΛ m Λ m m ∞=-ΛΛ mm=α∞ΛΛ()2m m mm2 m m m m 1c c c K c c ∞∞∞∞⎛⎫ ⎪⎝-⎭=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ四、实验步骤1、打开电导率仪器开关,预热5分钟。

2、KCl溶液电导率的测定:(1)用移液管准确移取25ml 10.00mol/m3的KCl溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电导率3次,取其平均值。

(2)再用移液管准确量取25.00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3次,取其平均值。

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物理化学实验报告院系化学与环境工程学院班级0409403学号040940302姓名实验名称电导与其应用日期2011-12-1同组者姓名室温12.9℃气压977.3mmHg成绩一、实验目的1.了解溶液电导的基本概念。

2.学会电导(率)仪的使用方法。

3.掌握溶液电导的测定及应用。

二、预习要求掌握溶液电导测定中各量之间的关系,学会电导(率)仪的使用方法。

三、实验原理1.弱电解质电离常数的测定AB 型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K C 与原始浓度C 和电离度α有以下关系:2C C K 1αα=- (1)在一定温度下K C 是常数,因此可以通过测定AB 型弱电解质在不同浓度时的α代入(1)式求出K C 。

醋酸溶液的电离度可用电导法来测定,图19.1是用来测定溶液电导的电导池。

将电解质溶液放入电导池内,溶液电导(G)的大小与两电极之间的距离(l)成反比,与电极的面积(A)成正比:A G kl= (2)式中,l A ⎛⎫⎪⎝⎭为电导池常数,以K cell 表示;κ为电导率。

其物理意义:在两平行而相距1m ,面积均为1m 2的两电极间,电解质溶液的电导称为该溶液的电导率,其单位以SI 制表示为S·m -1(c·g·s 制表示为S·cm -1)。

由于电极的l 和A 不易精确测量,因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液先求出电导池常数K cell ,然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值,再根据(2)式求出其电导率。

溶液的摩尔电导率是指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为1m 的两平行板电极之间的电导。

以Λm 表示,其单位以SI 单位制表示为S·m 2·mol -1(以c·g·s 单位制表示为S·cm 2·mol -1)。

摩尔电导率与电导率的关系:m CκΛ=(3)式中,C 为该溶液的浓度,其单位以SI 单位制表示为mol·m -3。

对于弱电解质溶液来说,可以认为:m mα∞Λ=Λ(4)m ∞Λ是溶液在无限稀释时的摩尔电导率。

对于强电解质溶液(如KCl 、NaAc),其Λm 和C 的关系为()m m 1C β∞Λ=Λ-。

对于弱电解质(如HAc 等),Λm 和C 则不是线性关系,故它不能像强电解质溶液那样,从m C Λ-的图外推至C =0处求得m ∞Λ。

但我们知道,在无限稀释的溶液中,每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献,是独立移动的,不受其它离出水口导线电极进水口图 19.1 电导池子的影响,对电解质+M A νν-来说,即+-m m m νλνλ∞∞∞+-Λ=+。

弱电解质HAc 的m ∞Λ可由强电解质HCl 、NaAc 和NaCl 的m∞Λ的代数和求得, ()()()()()()-m m mmmmHAc HAc HCl NaAc NaCl λλ∞∞+∞∞∞∞Λ=+=Λ+Λ-Λ把(4)代入(1)式可得:()2mC mmMK =∞∞ΛΛΛ-Λ (5)或 ()2m m C m Cm1C =K K ∞∞ΛΛ-ΛΛ (6) 以m C Λ对m1Λ作图,其直线的斜率为()2m C K ∞Λ,如知道m ∞Λ值,就可算出K C 。

2.CaF 2(或BaSO 4)饱和溶液溶度积(K SP )的测定利用电导法能方便地求出微溶盐的溶解度,再利用溶解度得到其溶度积值。

CaF 2的溶解平衡可表示为:CaF 2 Ca 2+ + 2F -K SP = C (Ca 2+)·[C(F -)2 = 4C 3 (7)微溶盐的溶解度很小,饱和溶液的浓度则很低,所以(3)式中Λm 可以认为就是m ∞Λ(盐),C 为饱和溶液中微溶盐的溶解度。

()()m Cκ∞Λ=盐盐 (8)κ(盐)是纯微溶盐的电导率。

注意在实验中所测定的饱和溶液的电导值为盐与水的电导之和:G (溶液)=G (H 2O)+G (盐) (9)这样,整个实验可由测得的微溶盐饱和溶液的电导利用(9)式求出G (盐),利用(2)式求出κ(盐),再利用(8)式求出溶解度,最后求出K SP 。

四、仪器药品1.仪器电导仪(或电导率仪)1台;恒温槽1套;电导池1只;电导电极1只;容量瓶(100mL)5只;移液管(25mL 、50mL)各1只;洗瓶1只;洗耳球1只。

2.药品10.00mol·m-3KCl溶液;100.0mol·m-3HAc溶液;CaF2(或BaSO4)(分析纯)。

五、实验步骤1.HAc电离常数的测定(1)在100mL容量瓶中配制浓度为原始醋酸(100.0mol·m-3)浓度的1/4,1/8,1/16,1/32,1/64的溶液5份。

(2)将恒温槽温度调至(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃,按图17.1所示使恒温水流经电导池夹层。

(3)测定电导池常数K cell倾去电导池中蒸馏水(电导池不用时,应把两铂黑电极浸在蒸馏水中,以免干燥致使表面发生改变)。

将电导池和铂电极用少量的10.00mol·m-3KCl溶液洗涤2~3次后,装入10.00mol·m-3KCl溶液,恒温后,用电导仪测其电导,重复测定三次。

(4)测定电导水的电导(率)倾去电导池中的KCl溶液,用电导水洗净电导池和铂电极,然后注入电导水,恒温后测其电导(率)值,重复测定三次。

(5)测定HAc溶液的电导(率)倾去电导池中电导水,将电导池和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤2~3次,最后注入待测HAc溶液。

恒温后,用电导(率)仪测其电导(率),每种浓度重复测定三次。

按照浓度由小到大的顺序,测定各种不同浓度HAc溶液的电导(率)。

2.CaF2(或BaSO4)饱和溶液溶度积K SP的测定取约1gCaF2(或BaSO4),加入约80mL电导水,煮沸3min~5min,静置片刻后倾掉上层清液。

再加电导水、煮沸、再倾掉清液,连续进行五次,第四次和第五次的清液放入恒温筒中恒温,分别测其电导(率)。

若两次测得的电导(率)值相等,则表明CaF2(或BaSO4)中的杂质已清除干净,清液即为饱和CaF2(或BaSO4)溶液。

实验完毕后仍将电极浸在蒸馏水中。

六、注意事项1.实验中温度要恒定,测量必须在同一温度下进行。

恒温槽的温度要控制在(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃。

2.每次测定前,都必须将电导电极及电导池洗涤干净,以免影响测定结果。

七、数据处理大气压: 977.30mmHg ;室温: 12.9 ℃ ;实验温度: 25℃ 。

K cell=1.06 数据记录:C/ mol.m -3Κ/ S Κ/ S Κ/ S Κ/ S 25.0 62 62 64 63 12.5 92 93 93 93 6.25 125 131 135 130 3.125 192 191 191 191 1.56252672702712692.醋酸溶液的电离常数HAc 原始浓度: 100.0mol/ 3m 。

C/ mol.m -3G/ S Κ/ S.m-1Λm/ S.m 2.mol -1Λm -1/ S-1.m -2.mol C Λm / S.m -1αKc / mol.m -3Kc(平) / mol.m -325.0 66.78 63 2.52 0.3968 63 0.02807 0.001307 0.178307212.5 98.58 93 7.44 0.1344 93 0.03761 0.005778 6.25 137.8 130 20.8 0.0481 130 0.05299 0.023551 3.125 202.46 191 61.12 0.0164 191 0.07703 0.11561 1.5625285.14269172.160.00582690.108030.745293.按公式(6)以C Λm 对作图应得一直线,直线的斜率为,由此求得K C ,并与上述结果进行比较。

y = -390.48x + 196.1705010015020025030000.10.20.30.40.54.CaF 2(或BaSO 4)的K SP 测定G (电导水): 7.844 ;κ(电导水): 7.4 。

()G S溶液()-1S mκ⋅溶液()G S盐()-1S mκ⋅盐-3C m ol m⋅Sp 3-9K m ol m⋅16.271 15.35 8.427 7.950.05536 0.000679八、思考问题1.为什么要测电导池常数?如何得到该常数? 答:因为cellK k G =,要求得溶液的电导率,首先要测得cell K ,因此在实验中要测定点到常数,可以用已知电导溶液的cell K 溶液进行标定。

2.测电导时为什么要恒温?实验中测电导池常数和溶液电导,温度是否要一致? 答:因为电解质溶质的电导与温度有关,温度的变化会导致电导的变化,因此要在恒温条件下测量,实验中测电导池常数和测溶液电导时的 温度不要求一致,因为电导池常数是一个不随温度变化的物理量,可以在不同温度下使用。

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