交流电桥法测溶液电导率
交流电桥测量电路的工作原理
交流电桥测量电路的工作原理交流电桥测量电路的工作原理一、引言：交流电桥测量电路的重要性和应用交流电桥是一种广泛应用的电工测量电路，它的工作原理基于电桥平衡条件，可以用于测量电阻、电感和电容等电学元件的参数。
交流电桥在电子工程、通信工程、物理学和化学等领域都有着广泛的应用，对于准确测量和分析电路中的各种参数具有重要意义。
本文将介绍交流电桥的工作原理、基本结构和使用方法，以及其在不同领域中的应用。
二、交流电桥的工作原理1. 电桥平衡条件交流电桥测量电路的基本原理是通过对电桥的平衡条件进行调节，使得电桥两侧的电势差为零，从而能够测量未知电阻、电感或电容的值。
电桥平衡条件可以表达为：R1/R2 = R3/R4其中，R1和R2是已知电阻，R3是未知电阻，R4是用于调节的电阻。
当电桥达到平衡条件时，电桥两侧的电势差为零，即可得到未知电阻R3的值。
2. 交流电桥的基本结构交流电桥一般由电源、电桥平衡的调节元件和待测元件组成。
常见的交流电桥有魏斯顿电桥和麦克斯韦电桥等。
魏斯顿电桥由四个电阻和一个电感构成，电源通过开关连接到电桥的两个相对角上，待测电阻和电感分别连接到电桥的另外两个相对角上。
电桥平衡的调节元件一般为可变电阻，通过调节可变电阻的大小，使得电桥达到平衡条件，并通过测量电桥两侧的电势差来得到待测电阻和电感的值。
3. 交流电桥的工作原理交流电桥的工作原理是基于交流信号对电桥平衡状态的影响。
当交流信号通过电桥时，根据交流信号的频率和相位差，可以使得电桥达到平衡条件。
通过测量电桥两侧的电势差和相位差的变化，可以得到待测元件的参数值。
4. 交流电桥的使用方法和注意事项使用交流电桥进行测量时，需要注意以下几点：（1）选择合适的电桥类型：根据待测元件的类型和参数范围，选择合适的交流电桥进行测量。
不同的电桥适用于不同的测量对象，例如魏斯顿电桥适用于测量电阻和电感，而麦克斯韦电桥适用于测量电容等。
（2）调节电桥平衡：通过调节电桥平衡的调节元件，使得电桥达到平衡状态。
溶液电导的测定及其应用(1)
溶液电导的测定及其应用一、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，学习电导率仪、恒温槽的使用方法。
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:(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1是用来测定溶液电导的电导池。
图1 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:（2）式中，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1m2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。
但是电解质溶液电导率不仅与溶液性质有关，还与其浓度有关，它不能确切的反映溶液的导电性，所以为确切的反映溶液的导电能力，又引入了摩尔电导率。
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·m2·mol-1(以c·g·s 单位制表示为S·cm2·mol-1)。
摩尔电导率与电导率的关系:(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，Λm单位为S · m2·mol-1。
对于弱电解质溶液来说，可以认为:(4)是溶液在无限稀释时的摩尔电导率。
电导率的测定方法
电导率的测定方法电导率是指物质通过电流的能力，是表征物质导电性的重要指标之一、测定物质的电导率可以帮助我们了解物质的电导性质和化学性质。
下面将介绍几种常用的测定电导率的方法。
一、直接测定法直接测定法是通过使用电导率计来测定物质的电导率的方法。
电导率仪是一种专门测量物质电导率的仪器，它通过将两个电极放入待测物质中，然后通过测量通过电流的大小来计算电导率。
这种方法简单、快捷，适用于测量大量的液体样品，如水和溶液。
二、比色法比色法是通过观察物质溶液的颜色变化来间接测定物质的电导率的方法。
在电导性溶液中，电导离子的浓度越高，颜色越浓。
因此，可以通过比较物质的溶液颜色的深浅来估计物质的电导率大小。
这种方法操作简单，无需专门的设备，适用于电导率较高的样品。
三、阻抗法阻抗法是通过测量物质在交流电场中的电阻来测定物质的电导率的方法。
在交流电场中，物质会产生阻抗，阻抗的大小可以反映物质的电导率。
通过测量交流电场中物质的电阻大小，可以计算得到物质的电导率。
阻抗法可以测量电导率范围较大的样品，但对设备要求较高。
四、电导滴定法电导滴定法是通过在待测物质中滴加不同浓度的电解质溶液，观察电导率的变化来测定物质的电导率的方法。
当滴加电解质溶液时，如果物质的电导率较低，则电导率会随着电解质溶液的浓度增加而增加；如果物质的电导率较高，则电导率会随着电解质溶液的浓度增加而减小。
通过测量电导率的变化，可以确定物质的电导率。
这种方法操作简单、快捷，适用于测量不同电导率的样品。
五、四电极法四电极法是通过使用四个电极来测定物质的电导率的方法。
四电极法采用两对电极，一对电极用于传递电流，另一对电极用于测量电位差。
通过测量电流和电位差的关系，可以计算得到物质的电导率。
这种方法对于测量高阻抗样品非常有用，具有高精度和高灵敏度。
总之，电导率的测定方法有很多种，可以根据不同的实际情况选择合适的方法进行测量。
每种方法都有其独特的优点和适用范围，我们可以根据需要进行选择。
交流电桥法测定电解质溶液的电导
【数据记录和处理】1.由0.02000mol/ L KCl 的电导率及测出的电阻，求出电导池常数，将原始数据及处理结果填入表1-9-1中。
0.02000mol/ L KCl 溶液25℃ 时的电导率κ为0.002765 S ∙cm −1，30℃ 时为0.003036 S ∙cm −1。
表1-9-1 实验的原始数据及处理结果2.计算各溶液的电导率，由此求出不同浓度溶液的摩尔电导率。
表1-9-2 不同浓度溶液的摩尔电导率3.分别将KCl 溶液和HAc 溶液的摩尔电导率Λm 对√c 作图。
将KCl 的Λm 对√c 作图外推至√c 为0，求出KCl 的Λm ∞。
KCl 溶液的摩尔电导率Λm -√c 图c /(m o l /L )1/2m /S m 2mol-1HAc 溶液的摩尔电导率Λm -√c 图c /(m o l /L )1/2m /S m 2mol-14.求出KCl 溶液的摩尔电导率与浓度的关系式Λm =Λm ∞−β√c 由图得，Λm ∞=0.01439 β=0.01295故得出摩尔电导率与浓度的关系式为Λm =0.01439−0.01295√c5.根据所测数据计算HAc 溶液在所测浓度下的电离度和电离常数，并求电离常数的平均值。
表1-9-3 HAc 溶液在所测浓度下的电离度、电离常数以及电离常数的平均值已知：λm ∞(H +)=[349.82+0.0139(t −25)]×10−4S ∙m 2∙mol −1λm ∞(Ac +)=[40.9+0.02(t −25)]×10−4S ∙m 2∙mol −1算出λm ∞(HAc )=(349.82+40.9)×10−4−0.0147=0.024372 S ∙m 2∙mol −1。
电解质溶液的电导率与电流强度的关系
电导率是衡量电解 质溶液导电能力的 物理量
欧姆定律适用于电 解质溶液的导电过 程
公 式 ： I = K * S *A 意义：电流强度I与电导率K、截面积A成正比，与距离S成反比 影响因素：电解质溶液的种类、浓度、温度等 应用：用于测量电解质溶液的电导率，研究其物理化学性质
浓度越高，电导率越大，电流 强度也越大
核能发电：在核能发电中，电导率与电流 强度的关系可用于控制反应堆的核反应， 确保核能的安全和稳定利用。
电导率与电流强 度关系可用于监 测水体污染情况， 评估水质。
通过电导率与电 流强度的变化， 可实时监测工业 废水处理效果， 优化处理工艺。
在土壤污染治理 中，电导率与电 流强度的关系可 用于指导土壤电 解修复技术，提 高修复效率。
生物医学领域：通过研究生物体内电 解质溶液的电导率与电流强度的关系， 深入了解生物电现象，为生物医学研 究提供新的思路和方法。
汇报人：XX
交流电桥法：利用交流电桥测量电解质溶液的阻抗，通过计算得到电导率
恒流电源法：通过恒流电源向电解质溶液施加恒定电流，测量相应的电压降，计算得到 电导率
电导率仪直接测量法：利用专用的电导率仪直接测量电解质溶液的电导率，操作简便， 精度高
PART THREE
电流强度与电导率 成正比
电压一定时，电导 率越大，电流强度 越大
随着浓度的降低，电导率减小， 电流强度也减小
当浓度达到一定值时，电导率 与电流强度呈线性关系
不同电解质溶液的电导率和电 流强度关系存在差异
PART FOUR
电解质种类：不 同电解质具有不 同的电导率，对 电流强度的影响 也不同
电解质浓度：浓 度越高，电导率 越大，电流强度 也越大
应用场景：在电 解、电镀、电导 率传感器等领域 具有重要应用
交流电桥法测定电解质溶液的电导
弱电解质的电离度与摩尔电导的关系为：
Λm α= ∞ Λm
电离平衡常数与摩尔电导的关系随电解质类型不 同而异，对1-1型电解质如HAc的电离平衡为： HAc= H++ Ac– 电离平衡常数为：
AC k c = 1 − a = Am ( A − Am ) ∞
α c
2
2 m ∞ m
• 四臂交流电桥线路原 理如图１，交流电桥 的测量原理与直流电 桥相仿，当电桥平衡 时各臂的阻抗之间有 一定的关系：
实验步骤
1 水浴恒温２５oC(为什么？), 按照图2连接线路，将R1和R2
调节为等值，调节音频信号发生器的输出为１０００赫。 2 将 0.1000mol/L HAc 溶 液 分 别 稀 释 为 0.0500mol/L 、 0.0250mol/L、0.0125mol/L和0.00625mol/L. 3. 将电导池中盛的液体倒出，用０.1000mol/L 的 KCl溶液洗 涤三次，然后盛入该溶液并使液面略高出电极，将电导 池浸入恒温槽中，并使电导池液面在恒温水下，恒温10～ 15 min，将电导池的引线接入电桥。
2.结合本实验结果，分析当HAc浓度变稀时，Rx 、к、∧m、α、Kc等怎样随浓度变化？你的实 验结果与理论是否相符合？为什么？
三次测量结果的相对标准偏差S=0.52%
注意事项
为了得到精确的结果，必须用电导水；测定前，必须将 电导电极及电导池洗涤干净，以免影响测定结果。 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 ℃。
思考题
1.测定溶液的电导为什么要用交流电桥？能否用 直流电桥？
1 A = k G = k L K Cell
摩尔电导的定义：在相距1m的两平行电极间，放入1 mol 的电解质溶液所呈现的电导，称为摩尔电导Λm。摩 尔电导Λm与电导率k的关系为：
交流电桥法测电解质溶液的电导
数据处理：C HAc =0.1221mol*L -1 K cell =κKCl /G KCl =103.3039m -1 α=Λm /Λm ∞ Λm ∞(HAc ，25℃)=390.71E-4 S*m 2*mol -1Kc=α2c/(1-α)=Λm 2C/(Λm ∞(Λm ∞-Λm ))Kc=1.8061E-05 理论Kc=1.75E-5 相对误差Er=3.21％思考题：1. 为什么要测定电导常数？如果电导池二极间的距离刚好为1cm3，则不必测电导池常数，但这样的电导池制作是十分困难的。
测这类仪器常数，是实验通常用来从已知量测未知量的有效手段。
电导常数不能通过其定义L/A 计算(精度太低)，要用已知浓度和电导率的KCl 溶液，通过实验求算。
2. 弱电解质的无限稀摩尔电导率如何求得？弱电解质溶液稀释至0.005mol*dm -3时，摩尔电导率Λm 与C 1/2仍然不成直线关系。
并且极稀得溶液中，浓度稍微改变一点，Λm 的值可能变动很大，即实验上的少许误差对外推求得Λm∞的值影响很大。
用实验所得数据Λm 与C 1/2关系的图，是一条曲线，Λm 与C 1/2没有直线关系，不能用外推法求Λm ∞。
弱电解质的无限稀摩尔电导率可以用Kohlrausch 的离子独立移动定律通过强电解质的Λm ∞求得。
实验讨论：1. 电导受温度影响较大，温度偏高时其摩尔电导偏高，温度每升高1度，电导平均增加1.92%，即G t =G 298K [1+0.013(t-25)]。
实验中，更换溶液后电导池中的电介质变了，相应的电容也会有所变化；在每次测定时，都需要重新调节平衡。
2. 电导池常数（K cell ）未测准，则导致被测物的电导率(κ)偏离文献值。
溶液电导一经测定，则κ正比于K cell 。
即电导池常数测值偏大，则算得的溶液的电离度、电离常数都偏大。
电导水电导大，测量时相对误差也就越大。
示波器对于电阻较大（如电导水）的溶液，受干扰波的影响较大，影响测定。
第八章 电解质溶液解答
第八章电解质溶液上一章下一章返回1．柯尔拉乌希经验公式适用条件和范围是什么？柯尔拉乌希离子独立运动定律的重要性何在？答：柯尔拉乌希经验公式：，适用于强电解质水溶液，浓度低于0.01mol·dm-3的稀溶液。
根据离子独立移动定律，可以从相关的强电解质的Λ∞来计算弱电解质的Λ∞。
或由离子电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。
2．电导率与摩尔电导概念有何不同? 它们各与哪些因素有关?答：电导率κ是：两极面积各为1m2，并相距1m时，其间溶液所呈的电导；而摩尔电导是在相距1m的两电极间含有1mol溶质的溶液所呈的电导，摩尔电导用Λm表示Λm＝κ/c，电导率κ与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关；摩尔电导与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关。
3．为什么用交流电桥测定溶液的电导? 为什么用1000H z(即c/s，周每秒)频率测定溶液的电导? 为什么在未知电阻的线路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么?答：用交流电流测溶液的电导，可以避免电解作用而改变电极本性，并且可以消除电极的极化作用。
用1000Hz的交流频率可防止电极上的极化作用，并可用耳机检零。
并联电容是为了消除电导池的电容的影响。
测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下，电桥平衡，正确检零。
4．当一定直流电通过一含有金属离子的溶液时，在阴极上析出金属的量正比于：(1) 金属的表面积； (2) 电解质溶液的浓度；(3) 通入的电量； (4) 电解质溶液中离子迁移的速度。
答：(3).5．在界面移动法测定离子迁移数的实验中，其结果是否正确，最关键是决定于：(1) 界面移动的清晰程度； (2) 外加电压的大小；(3) 阴、阳离子迁移速度是否相同； (3) 阴、阳离子的价数是否相同。
答：(1)6．电解质在水溶液中时，作为溶剂的水电离为 H+、OH－离子，为什么一般不考虑它们的迁移数?影响离子迁移数的主要因素是什么？答：因为水中H+与OH－的浓度甚低，K sp＝10－14，其迁移数极小，不考虑不会影响测量结果。
交流频率对交流电桥法测定电解质溶液电导率的影响
lo,
/(
- 1
! cm ! m ol
2
- 1
) 阴离子 Cl
-
lo,
-
/(
- 1
! cm ! m ol
2
- 1
)
着频率增大, 各溶液均出现一个不完整的半圆后与 实数轴相交, 交点附近数据点频率分别为: 26 k Hz ( HA c)、 32 . 1 k H z ( N aAc) 、 31. 2 k H z ( HC l )、 32 . 1 kH z ( N aC l) 和 36 . 8 kH z ( KC l) , 平均值约 为 30 k Hz 。 频率进一步增 大, 因电感关系 虚数部 分成为正值。
2 实验方法
复 阻 抗 谱 测 定: 配 制 0 . 05 m ol /L 的 H C , l N aC ,l HA c和 N aAc 电解质溶液, 采用市售电导电 极为电导池 , 超级恒温槽水浴恒温 25 。复阻抗
图 2 各电解质溶 液的典型复阻抗特性 表 1 25
阳离子 H K
+ + +
时无限稀释水溶液中各 离子的极限当量电导 [ 3]
ISSN 1002 - 4956 CN 11- 2034 /T
实
验
技
术
与
管
理
Experi m ental T echnology and M anagem ent
第 23卷 第 12 期 2006年 12 月 V o. l 23 N o . 12 D ec . 2006
交流频率对交流电桥法测定 电解质溶液电导率的影响
[1 , 2]
。但是, 电 解质 溶液 电导率 测定 的经 典方
法 交流电桥法的影响因素较多, 学生在实验结 果的讨论中常有一定偏颇。为此, 我们较为系统地 探讨和分析了交流电桥法的可能误差来源和主要影 响因素。本文简要报道了交流频率对实验结果的可 能影响。 R2 Rx = , R1 R3 式中 , R x 为待测电解质溶液电阻。由电导 ( 1) 与电
交流电桥法测定电解质溶液的电导
一、目的1.掌握用电桥法测量溶液电导的实验方法和技术2.用电导法测定醋酸的电离平衡常数3.测定KCl 溶液的摩尔电导率与浓度的关系式 二、原理电解质溶液的导电能力由电导G (单位：S)—电阻的倒数来度量。
它们之间的关系为：式中：a 为两极的面积(m 2)，l 为两极的距离(m)，κ称为电导率，即当a = 1m 2 、l = 1m 时溶液的电导，a/l 称为电导池常数。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关，而且还与浓度有关，因此常用摩电导率来衡量电解质溶液的导电能力，摩尔电导率是指把含有1mol 电解质的溶液置于极距为1m 的电导，其表达公式为：c 为物质的量浓度(单位mol·m -3)，Λm 的单位是S·m 2·mol -1，对强电解质Λm 与浓度c 满足下列关系：为无限稀释时的摩尔电导率，可从Λm 与 的直线外推而得，弱电解度的Λm 与 没有直线关系，其 可根据Kohlrausch 离子独立运动定律计算，即为无限稀释的离子摩尔电导率。
弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系为：对1-1价弱电解质，若起始浓度c ，则电离常数K 为：因此测定不同浓度下Λm 可计算出K 。
由电导的概念可知，对电导的测量也就是对电阻的测量，但测定电解质溶液的电阻时有其特殊性，当直流电流通过电极时会引起电极的极化。
因此必须采用较高频率的交流电，由音频振荡器供给(见仪器Ⅱ-16-3)，由耳机或示波器示零(见仪器Ⅱ-12-3)。
所用电导池(见技术和方法Ⅲ-3-1)，由两个镀铂黑的电极组成。
以保证电极不与溶液发生反应(即减少电极的极化)。
c c Λ m ∞Λm ∞λm ,B ∞实验十三 交流电桥法测定电解质溶液的电导()131-= (1-)βc G R a l==1 ()()136-Λ Λ Λ Λ K c c=-=-∞∞αα21 m2m m m ()()135-α= Λ m Λ m∞ ()134-=++∞-∞λλm m Λ m ∞ ()133-∞ Λ m = (1-)βc Λ m ()132-=cΛ m κ交流电桥测溶液电阻的简单线路如图13-1所示。
电解质溶液电导的测定
学号：基础物理化学实验报告实验名称：电解质溶液电导的测定一班级2 组号实验人姓名：同组人姓名：指导老师：实验日期：2013-10-12一、实验目的1、熟悉DDS-12A型电导率仪的使用方法。
2、掌握用电导法测定某些电化学物理量。
二、原理电解质溶液是第二类导体。
它通过正负离子的迁移传导电流，导电能力直接与离子的运动速度有关。
导电能力由电导L（西门子）即电阻R（欧姆）的倒数来度量。
它们之间的关系为：L= 1/R =l/E（1）式中：A为电极的面积（cm2），l是两电极的距离（cm），k为比电导（或电导率），当A= 1 cm2，l=1 cm时溶液的电导称为比电导k（电导率），l/A为电导池常数。
摩尔电导率Λm的定义是：两电极相距为1 cm，在两电极之间的溶液含有1摩尔电解质所具有的电导称为该电解质的摩尔电导率。
摩尔电导率Λm与电导率k之间的关系为:Λm= κ/c （2）c为体积摩尔浓度。
Λm随浓度而变，但其变化规律对强电解质和弱电解质是不同的，对于强电解质的稀溶液为：(3)与A为常数。
为无限稀释溶液的摩尔电导率，可以从Λm与的直线关系外推而得。
弱电解质的Λm与没有直线关系，其可用下法求得，根据Kohlrausch离子独立运动规律：（4）分别表示无限稀释时正、负离子的摩尔电导率。
因此弱电解质HAc的(HAc)可按下式计算：(5)图一电导电极示意图由电导的物理概念可知：电导是电阻的倒数。
对电导的测量也就是对电阻的测量。
为了避免直流电通过电解质溶液时产生化学反应和极化现象，测量时使用交流电，由低频讯号发生器供给，其频率一般取在1000周/秒，实验中用示波器检流。
电导池系由两片镀铂黑的铂电极组成（如图一所示）。
用交流电桥法测溶液电阻的简单原理如图二所示。
当电桥达到平衡时，有Rx = R2*R3/R1，R1、R2、R3均可从仪器上读出，因此可计算出Rx。
由于由溶液和电导池构成的电桥一臂不是纯电阻，存在电导池电容，因此，严格地说电桥平衡应为阻抗平衡，为此可在R2上并联一可变电容。
电导率与电导率仪定义
全面了解电导率与电导率仪定义、工作原理及注意事项电导仪是指以电化学测量方法测定电解质溶液的电导的仪器。
在实验室中更是常见且不可或缺的仪器，所以，了解电导率仪的测定原理，熟悉电导率的含义，掌握电导率仪的测定方法可以使我们更好的实验。
溶解于水的酸、碱、盐电解质，在溶液中解离成正、负离子，使电解质溶液具有导电能力，其导电能力大小可用电导率表示。
了解电导率仪的测定原理，熟悉电导率的含义，掌握电导率仪的测定方法，测定过程中严格遵守操作规范并做好数据记录。
首先，什么是电导率?电导率-物理学概念，也称为导电率。
在介质中，电导率与电场强度E之积等于传导电流密度丄对于各向同性介质，电导率是标量;对于各向异性介质，电导率是张量。
生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。
单位以西门子每米（S/m）表示。
电导率（conductivity）是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。
在公式中，电导率用希腊字母K来表示。
电导率b的标准单位是西门子/米（简写做S/m）,为电阻率p的倒数，即b=1/p当1安培（1 A）电流通过物体的横截面并存在1伏特（1 V）电压时，物体的电导就是 1 S西门子实际上等效于1安培/伏特。
如果b是电导（单位西门子），I是电流（单位安培），E是电压（单位伏特），则：b = I/E通常，当电压保持不变时，这种直流电电路中的电流与电导成比例关系。
如果电导加倍，则电流也加倍;如果电导减少到它初始值的1/10，电流也会变为原来的1/10。
这个规则也适用于许多低频率的交流电系统，如家庭电路。
在一些交流电电路中，尤其是在高频电路中，情况就变得非常复杂，因为这些系统中的组件会存储和释放能量。
电导和电阻也有关系，如果R是一个组件和设备的电阻（单位欧姆Q）电导为G（单位西门子S）,贝U:G = 1/R物质的电导率因其结构和电导机制的不同，可以相差达几十个数量级（见表），故物质之为导体或非导体只是相对的概念。
体积电导率：性质：又称比体积电阻。
交流惠斯登电桥测溶液电导法的一点改进意见
惠斯登电桥测溶液电导法是一种用来测定溶液电导率的方法。
它是由德国化学家约瑟夫·惠斯登在19世纪末发明的。
惠斯登电桥测溶液电导法的原理是利用电桥原理来测量溶液的电导率。
电桥原理是指当一个电路的四个部分的电阻值之比为1:1:1:1时，这个电路处于平衡状态，电流不再流动。
惠斯登电桥测溶液电导法的基本原理是在一个电桥中加入一段溶液作为一部分的电阻，然后通过调整电桥的其他部分的电阻值来使得电桥处于平衡状态。
由于溶液的电导率与溶液的电阻成反比，所以当电桥处于平衡状态时，溶液的电导率就可以通过电桥的电阻值计算出来。
惠斯登电桥测溶液电导法的优点是测量精度高，测量范围广，能够测量出低电导率的溶液。
但是，这种方法也有一些缺点。
首先，它需要较为复杂的仪器仪表，并且操作较为繁琐。
其次，它只能测量溶液的电导率，无法测量其他电学性质。
最后，它对溶液的浓度有一定的要求，不能测量低浓度或高浓度溶液。
一种可以改进惠斯登电桥测溶液电导法的方法是使用自动控制系统。
传统的惠斯登电桥测溶液电导法是手动控制的，需要人工观察溶液的电导率并调整电桥的参数以使得电桥平衡。
使用自动控制系统可以自动调整电桥的参数，使得测量过程更加精确和可靠。
此外，可以考虑使用数字化设备代替传统的仪器仪表。
使用数字化设备可以提高测量精度，并且方便数据存储和处理。
最后，可以考虑在惠斯登电桥测溶液电导法的基础上开发新的测量方法。
例如，可以结合其他测量技术，如光学测量技术，开发出新的测溶液电导率的方法。
这样可以提高测量精度，并且为进一步研究溶液的电学特性提供更多的信息。
总的来说，惠斯登电桥测溶液电导法是一种经典的测量方法，但也有一些局限性。
可以通过改进测量方法、使用自动控制系统和数字化设备、开发新的测量方法来提高测量精度和可靠性，并为进一步研究溶液的电学特性提供更多的信息。
交流电桥法测溶液电导率
交流电桥法测溶液电导率⽤交流电桥法测定测Nacl溶液电导率[实验⽬的]测不同浓度下的Nacl溶液电导率[实验原理]电解质溶液正像⾦属导体⼀样遵循欧姆定律。
因此，通过给定的溶液本体的电流i与电位差E成正⽐，E/i=R，式中R是溶液本体的电阻。
电导L被定义为电阻的倒数。
L=1/R (1)其单位为oh m/s。
横截⾯积均匀物体的电导与截⾯积A成正⽐，与长度L成反⽐。
L=（χA）/l或χ=1/R l/A=k/R （2）式中χ是电导率,单位为oh/m/cm。
电导率是电阻率的倒数。
在任意形状和⼤⼩的电导池中要测定溶液的电导率，⾸先要⽤该电导池测量⼀已知电导率溶液的电阻确定其电导池常数k(l/A的“有效”值)。
0.02000N KCl可⽤来作这种校准的标准液，它在25℃下的χ等于0.002768oh/m/cm 。
⼀旦求出了电导池常数，即可⽤式χ=k/R从实验测出的电阻计算电阻率。
[实验仪器及仪器介绍]UJ31型电位差计（1台）信号发⽣器(1台，供给⾼频交流电)精密插塞式电阻箱或⼗进电阻箱(1个)⼗进微调电容器(1个)25℃恒温槽(1套)⽰波器（⼀台，检流）恒温槽中安装电导池的⽀架导线，100mL容量瓶，25mL移液管100ml或250ml烧瓶2个，125ml锥形瓶2个，储存电导⽔的500ml玻璃塞烧瓶。
电导⽔，0.02000mol·dm-3标准KCl溶液（若没有则⾃⼰配制，具体看实验步骤）充以电导⽔并盖上清洁的橡⽪淀帚的电导池[实验线路]装满离⼦溶液的电导池电阻，可⽤⾼频交流的惠斯通电桥加以精确测量，这种⽅法的电源⽤信号发⽣器，⽽检测器⽤⽰波器。
（后附交流惠斯通电桥⽰意图和平衡条件的讨论）。
为了清晰的观测到明确的平衡点，需要θ1=θ2和θ3=θ4(θi是在第i臂电桥的相漂移)。
桥臂R3和R4是学⽣型电位差计滑线电阻的两部分，接到该滑线电阻有两套引线—L和H或L'和H'—他们给出的R3/R4分别等于A/(1000-A)或（4500+A）/（5500-A）。
物理化学实验：溶液电导率的测定
溶液电导率的测定一、实验目的1、掌握电导率的含义。
2、掌握电导率测定水质意义及其测定方法。
二、实验原理电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。
纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有机带电胶体时，电导率就增加。
电导率常用于间接推测水中带电荷物质的总浓度。
水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等。
电导率的标准单位是S/m(即西门子/米)，一般实际使用单位为mS/m，常用单位µS/cm(微西门子/厘米)。
单位间的互换为1mS/m=0.01mS/cm=10µS/cm。
新蒸馏水电导率为0.05-0.2mS/m，存放一段时间后，由于空气中的二氧化碳或氨的溶入，电导率可上升至0.2-0.4mS/m；饮用水电导率在5-150mS/m之间；海水电导率大约为3000mS/m：清洁河水电导率为10mS/m。
电导率随温度变化而变化，温度每升高1℃，电导率增加约2％，通常规定25℃为测定电导率的标准温度。
由于电导率是电阻的倒数，因此，当两个电极(通常为铂电极或铂黑电极)插入溶液中，可以测出两电极间的电阻R。
根据欧姆定律，温度一定时，这个电阻值与电极的间距L(cm)成正比，与电极截面积A(cm2)成反比，即：R＝ρ×L/A。
由于电极面积A与间距L都是固定不变的，故L/A是一个常数，称电导池常数(以Q表示)。
比例常数ρ叫做电阻率。
其倒数1/ρ称为电导率，以K表示。
S＝1/R＝1/(ρ×Q), S表示电导率，反映导电能力的强弱。
所以，K＝QS或K＝Q/R。
当已知电导池常数，并测出电阻后，即可求出电导率。
三、仪器与试剂1、仪器：（1）电导率仪：误差不超过1％（2）温度计：0-100℃（3）恒温水浴锅：25±0.2℃（4）100ml烧杯2、试剂：纯水(电导率小于0.1mS／m)、待测溶液四、实验步骤1、接通电导率仪电源，预热约10min。
t——测定时溶液品温度（℃）。
溶液电导率的测定
电解质溶液电导的测定及应用［适用对象］生物工程、药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）专 业 ［实验学时］3学时一、 实验目的1. 测定氯化钾的无限稀释摩尔电导。
2. 测定醋酸的电离平衡常数。
3. 掌握测定溶液电导的实验方法。
二、 实验原理电解质溶液的电导的测定，通常采用电导池，如图1若电极的面积为A,两电极的间的距离为I,则溶液的 电导L 为 L = KA / I式中K 称为电导率或比电导，为1=伽月=1卅 时溶液的电导，K 的单位是S/m.电解质溶液的电导率与温度、溶液的浓度 及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导 电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率 A m 来 衡量电解质溶液的导电能力.A m=K/C式中A m 为摩尔电导率（Sm /mol ）注意,当浓度C 的单位是moI/L 表示时,则要换算成mol/m 3,后再计算. 因此，只要测定了溶液在浓度C 时的电导率K 之后，即可求得摩尔电导 率A m 摩尔电导率随溶液的浓度而变，但其变化规律对强、弱电解质是不同的.对于强电解质的稀溶液有 图3-81电导池 A m式中A常数，上〃,0也是常数，是电解质溶液无限稀释时的摩尔电导，称为无限稀释摩尔电导。
因此以A m..和根号C的关系作图得- 直线，将直线外推至与纵轴相交，所得截距即为无限稀释时的摩尔电导.\m,0 .对于弱电解质，其上m,0值不能用外推法求得•但可用离子独立运动定律求得：一lm,0 =I 0，+ +I 0，-式中I 0,+和IO,-分别是无限稀释时正、负离子的摩尔电导，其值可通过查表求得。
根据电离学说，可以认为,弱电解质的电离度a等于在浓度时的摩尔电导A与溶液在无限稀释时的电导A m,0之比,即A mU —■ * m ,0另外还可以求得AB型弱电解质的K a2:-CIX Ka1 一:-所以，通过实验测得：即可得K a值。
三、仪器设备DDS-11A型电导率仪器（图2） 1 台DJS—电报 1 支恒温槽 1 套电导池 1 个100ml容量瓶 2 个350ml 移液管0.02 mol • dm 3标准醋酸溶液0.02 mol • dm -3 标准 KCl 溶液 四、相关知识点本课程知识点综合:(一) DDS-11A 电导率仪的使用方法DDS-11电导仪的板面图如图所示。
溶液电导率的测定
电解质溶液电导的测定及应用[适用对象]生物工程、药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）专业[实验学时] 3学时一、实验目的1.测定氯化钾的无限稀释摩尔电导。
2.测定醋酸的电离平衡常数。
3.掌握测定溶液电导的实验方法。
二、实验原理电解质溶液的电导的测定，通常采用电导池，如图1若电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的电导L为L = KA / l式中K称为电导率或比电导,为l=1m,A=1m2时溶液的电导，K的单位是S/m.电解质溶液的电导率与温度、溶液的浓度及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率Λm来衡量电解质溶液的导电能力. 图1Λm=K/C式中Λm为摩尔电导率(Sm2 /mol)注意,当浓度C的单位是mol/L表示时,则要换算成mol/m3，后再计算. 因此,只要测定了溶液在浓度C时的电导率K之后,即可求得摩尔电导率Λm。
摩尔电导率随溶液的浓度而变,但其变化规律对强、弱电解质是不同的.对于强电解质的稀溶液有:式中A 常数, 0,m Λ也是常数,是电解质溶液 无限稀释时的摩尔电导,称为无限稀释摩尔电导。
因此以Λm..和根号C 的关系作图得一直线,将直线外推至与纵轴相交,所得截距即 为无限稀释时的摩尔电导0,m Λ.对于弱电解质,其0,m Λ值不能用外推法求得.但可用离子独立运动定律求得:0,m Λ=I 0,++I 0,-式中I 0,+ 和I 0,-分别是无限稀释时正、负离子的摩尔电导,其值可通过查表求得。
根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导0,m Λ之比,即a K AB 型弱电解质的另外还可以求得所以，通过实验测得α即可得a K 值。
三、仪器设备DDS －11A 型电导率仪器（图2） 1台DJS －电报 1支恒温槽 1套电导池 1个100ml 容量瓶 2个ααα-=ΛΛ=120,C K a m m50ml 移液管 2支0.02mol·dm -3标准醋酸溶液 0.02 mol·dm -3标准KCl 溶液。
电桥法电导的测定及其应用3
电桥法电导的测定及其应用姓名：学号：班级：指导教师：一、实验目的1、掌握电桥法测量电导的原理和方法。
2、测定电解质溶液的电导率，并计算弱电解质的电离常数。
3、了解电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
二、实验原理1、电阻R可表示为：R=ρ·l / A = K cell / k （1）式中：k为电导率；两电极间的距离为l；电极面积为A；K cell= l/A为电导池常数，单位为m-1。
本实验采用已知电导率值的KCl溶液先求出K cell，然后把待测溶液放入电导率仪测定其电阻R，根据（1）式求出电导率k。
摩尔电导率与电导率的关系为：Λm=k/c （2）式中：c为该溶液的浓度，单位为mol·m-3。
2、Λm总是随溶液浓度降低而增大的，对于强电解质稀溶液，Λm =Λ∞m-Ac1/2（3）式中：Λ∞m是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率；A为常数，故将Λm 对c1/2做图得到的直线外推至c=0处，可求得Λ∞m。
3、对于弱电解质溶液，Λ∞m=v+Λ∞m，++v-Λ∞m，（4）式中：Λ∞m，+、Λ∞m，-分别表示正负离子的无限稀释摩尔电导率。
在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：α=Λm /Λ∞m（5）对于HAc，Ka=α2c/（1-α）（6）HAc的Λ∞m可通过下式求得：Λ∞m（HAc）=Λ∞m(H+)+Λ∞m(Ac-)=Λ∞m(HCl)+Λ∞m(NaAc)+Λ∞m(NaCl)把（4）代入（1）得：1/Λm=1/Λ∞m + cΛm/ [K c(Λ∞m)2]然后，以1/Λm对cΛm作图，其直线的斜率为1/ [K c(Λ∞m)2]，如果知道(Λ∞m)2值，就可算出K c。
本实验用交流电桥法测量溶液的电阻，其线路如图1所示，R1、R2和R3是三个交流电阻和电阻箱，Rx为待测溶液的电阻，D为示波器，作为示零仪并联的一个可变电容，用于平衡电导电极的电容，以使器，与交流电阻箱R1交流电桥四个臂上获得阻抗平衡。
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用交流电桥法测定测Nacl溶液电导率
[实验目的]
测不同浓度下的Nacl溶液电导率
[实验原理]
电解质溶液正像金属导体一样遵循欧姆定律。
因此，通过给定的溶液本体的电流i与电位差E成正比，E/i=R，式中R是溶液本体的电阻。
电导L被定义为电阻的倒数。
L=1/R (1)
其单位为oh m/s。
横截面积均匀物体的电导与截面积A成正比，与长度L成反比。
L=（χA）/l或χ=1/R l/A=k/R （2）
式中χ是电导率,单位为oh/m/cm。
电导率是电阻率的倒数。
在任意形状和大小的电导池中要测定溶液的电导率，首先要用该电导池测量一已知电导率溶液的电阻确定其电导池常数k(l/A的“有效”值)。
0.02000N KCl可用来作这种校准的标准液，它在25℃下的χ等于0.002768oh/m/cm 。
一旦求出了电导池常数，即可用式χ=k/R从实验测出的电阻计算电阻率。
[实验仪器及仪器介绍]
UJ31型电位差计（1台）
信号发生器(1台，供给高频交流电)
精密插塞式电阻箱或十进电阻箱(1个)
十进微调电容器(1个)
25℃恒温槽(1套)
示波器（一台，检流）
恒温槽中安装电导池的支架
导线，100mL容量瓶，25mL移液管100ml或250ml烧瓶2个，125ml锥形瓶2个，储存电导水的500ml玻璃塞烧瓶。
电导水，0.02000mol·dm-3标准KCl溶液（若没有则自己配制，具体看实验步骤）
充以电导水并盖上清洁的橡皮淀帚的电导池
[实验线路]
装满离子溶液的电导池电阻，可用高频交流的惠斯通电桥加以精确测量，这种方法的电源用信号发生器，而检测器用示波器。
（后附交流惠斯通电桥示意图和平衡条件的讨论）。
为了清晰的观测到明确的平衡点，需要
θ1=θ2和θ3=θ4(θi是在第i臂电桥的相漂移)。
桥臂R3和R4是学生型电位差计滑线电阻的两部分，接到该滑线电阻有两套引线—L和H或L'和H'—他们给出的R3/R4分别等于A/(1000-A)或（4500+A）/（5500-A）。
这是所谓的短桥路和长桥路，如简图2所示，读数A是滑线电阻的0-1000刻度盘上的数字。
桥臂1相当于电导池电阻R,桥臂2相当于精密的插塞电阻或十进电阻箱R'。
因为实在A接近500时获得平衡，所以桥臂3和4相等，而且认为θ3=θ4成立。
可在插塞电阻箱两端并联微调电容器以便抵消电导池的有效电容和使θ1=θ2。
在这里所遇到的实验条件下，与dc电阻相比电抗应是极小的。
如果得不到零讯号，大致上可取检测器上的一个最小的有限信号表示平衡点。
其次如果需要。
可用微调电容器有效的补充容抗，然后做微小调节达到最终平衡。
本实验微调电容并不太需要。
在有明显极化作用的情况下，由于波形严重失真而导致极显著的相位移，观测到的平衡点很差。
另外，最好用示波器。
因为它即可观察到容
抗平衡，也可观察到阻抗平衡。
图2
[实验步骤]
A 配置标准KCl溶液及不同浓度的NaCl。
（1）彻底洗净所需实验仪器，再将它们用电导水清洗。
（2）在本实验中, 电导池常数用标准0.02000mol·dm-3标准的KCl溶液求得，其浓度要求在分析天平上准确称量配制，NaCl 其它浓度的溶液用逐步稀释法配制。
用两三份少量贮备液清洗250毫升烧瓶，然后取出不多于125ml贮备液，注意贮备液所给的浓度。
从烧瓶中取2,3，份少量试液清洗移液管，然后从烧瓶中准确吸取25.00ml放入容量瓶。
用电导水加到刻度并充分混合。
把它放在一边，作为下次测量和稀释用。
用留在250ml烧瓶中的
溶液清洗和装满电导池。
当含该溶液的电导池电阻已测量完毕时，倒掉250ml烧瓶中剩余的溶液，用2,3份从容量瓶取出的新溶液清洗。
把容量瓶的溶液倒入250ml烧瓶，用电导水清洗容量瓶。
重复上述冲稀过程多次知道获得所需的稀释度。
在此项工作中要小心谨慎，因为稀释的误差是累加的。
调节恒温槽温度在25.00±0.05℃。
(不论什么时候务必把恒温槽调节好，记下槽温。
)
B
（1）按图连接好电路，连接前要用砂纸擦光所有的接线片。
测电导池的电导池常数
(2)测电导池电阻
用短桥路操作时，接到电位差计滑线电阻的接线端L和H.。
此时电导池电阻可以表示为R=A/(1000-A)*R(A是滑线电阻读数，R'是电阻箱的电阻)短路桥适宜做快速的中等精度的研究。
但用长桥电路得到的精度则大得多，用长桥路操作时，接到电位差计上的接线端L'和H'，此时R=(4500+A)/(5500-A)* R’
用长桥电路可以测量溶液的所有可能值，断桥电路主要用于取得R的近似值，当该值已知时。
应该把电阻箱调到该R的值（或在R的5内圆整值），然后用长桥电路进行电导池电阻的精确测量。
连接插塞电阻箱时，要确保所有连接是差插紧的。
不要用接线端同时作为导线的接线夹和接线片的接线柱，在用插塞电阻箱时，移去相当于所需电阻的插塞。
在原位的每个插塞使箱内的电阻短路。
没有移开的插塞必须插紧，并用强力的扭绞使它们固定住。
桥路的交流源可以是一个信号发生器，发生器的输出功率会随电池供电电压与桥路串联的插入的电阻的变化而变化，为了防止极化反应，应该用尽可能低的功率和尽可能短的时间操作桥路。
2刻度校正滑线电阻可能有小刻度的误差，即指示器的位置不可能精确的相当于滑线电阻的接触位置。
为此应用另一个电阻箱代替桥路电导池来校正。
把两个电阻箱都调到1000Ω，用长桥路平衡。
如果没有误差，A的读数正好是500.为了得到校正数字，从每端调回两次共取4次趋于零或嗡嗡声最小的平衡点读数。
然后调换另个插塞电阻箱的位置，再读取4个读数。
求出这些读数的平均值Ȃ'。
校正项（500- Ȃ'）要加到所有以后的长桥路读数A 上。
电导池的设计，将电导池安装在恒温槽内时，应排好导线以免给电导池任何拉力，如果往电导池中加入很浓的电解质，电极容易中毒，如果让其变干则容易变质，在每次排空后，电导池应该立即用水或溶液冲洗或装满。
当把电导池放入恒温槽时，注液臂的末端必须用橡皮淀帚塞住。
如果在两次实验之间让电导池放置较长时间，则要用电导水而不用溶液装满它。
像用移液管一样，通过锥形瓶尖端把液体吸进电导池。
要
排空电导池可让液体从另一端末端流出。
用新溶液装满电导池的步骤是：首先排空电导池，用至少能装满1/4电导池体积所需部分试液洗涤4次。
且每次都要很好摇动，然后注满电导池并避免在电极上出现气泡。
注意避免汞从接触桥臂上散失。
图三电导池
C
实验结束将电导池清洗好，装满电导水，并将注液臂塞住后归还[注意事项]
1.必须采用高频交流电源防止产生电解反应和极化现象。
2.电导池应该置于恒温槽中并严格控制恒温温度，温度每升高
1℃，溶液的电导率约增加2％～2.5％.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。
3.使用具有极大表面积的镀胶体“铂黑”的铂电极，增加电极表面
积，使测定电导时有较高灵敏度。
以便有利于吸附在半周期中所产生的极少量的电极反映的产物，从而不产生可测量的化学电动势。
同时，使用铂黑电极时应注意禁止电极磕碰，不准用任何物品（除待测也外）接触金属铂。
4.由于普通的蒸馏水电导太高，所以不适应于本实验，其导电
性多是由空气中的CO₂气体溶解引起的，将蒸馏水煮沸并趁热盖住瓶子可除去CO₂。
用特殊的蒸馏法或让蒸馏水通过离子交换树脂除去离子可制备更好的电导水。
5.实验前必须将电导电极及电导池洗涤干净，以免影响测量结
果。
[数据处理]
1.如果滑线电阻的刻度校正相当大，则所有长桥路的读数
都应该加以校正，根据对0.0200N KCl的测量结果，利
用25℃时L=0.002768计算电导池常数k.
2.用（2）式计算溶液的电导率。
如果所用蒸馏水的电导是
可测量的，应从得到的电导率的值中减去该值。
数据记录
浓度R值
第一第二第三次平均
次次
刻度校正的数据记录
电阻箱读数平均值调节过
程
1
2调换
插塞电
阻箱的
位置。