电导率和摩尔电导率
极限摩尔电导率
八. 文献数据
九. 创新性启示 影响电导率(DDS-11A)测量准确度的综合因素 1、 电导率仪自身的设计较早出现的平衡电导率仪结构笨重粗略。 以 DDS-11为代表的指针式电导率仪,形体小、重量轻,但与集成电路型 比较其稳定性较差,漂移大,测量结果线性不好,读数不便,因此在 每次使用之前必须调零、校满,读数需通过刻度与旋钮倍乘计算获得, 同时电容分量影响较大;高纯水时人体感应较严重;一般不具有自动 温度补偿,所以存在较多缺陷。继后发展起来的集成电路数字式是电 导率仪,其测量结果线性、准确度、分辨率大幅度提高,并设有随机 温度补偿,直接读取基准温度条件下的电导率值#大大方便了使用人 员。现今以单片机为代表的智能型电导率仪,将电导率测量技术推向 高峰。它具有菜单式设置,动量程,可选电极常数,浮点式数字直读 多项目同时显示,计算式自动温度补偿;电极常数自动校正,电导率 超限报警#多种数据接口,在线实时分析和追忆记录等功能,更加完 善了电导测量技术。使振幅像直流恒压源一样稳定是相对不容易的。
式中 Vm 为含有1mol 电解质的溶液的体积(单位为 m ·mol ),c 为电解质 溶液的物质的量浓度(单位为 mol ·m ),所以 的单位为 S ·m2·mol-1 。
注意:在使用摩尔电导率 时,要注明所取的基本单元。如以1mol 元 电荷的量为基本单元,
则 (1/2CuSO4)=7.17×10S ·m2·mol-1。 2. 强电解质溶液的摩尔电导率与浓度的关系
低离子浓度溶液选用亮铂电极、不锈钢电极、钛金属电极,常数 分度常见1.0、0.1、0.05、0.01cm-1 。一般用于工业用水、纯净水和超纯 水测量。高离子浓度电导池选用镀铂黑的铂片或不锈钢电极,带有强 腐蚀性的溶液选用石墨电极,常数分度常用1.0、5、10、20。 一般应 用于工业用水、污水或浓缩液的测量。配套不同常数的电极是为测量 电计获得相匹配溶液等效电阻和响应度而设计的。 (2)电导池绝缘支架离子玷污或裂痕引入的误差
物化实验思考题
2.1 电解质溶液的电导思考题1. 什么是溶液的电导、电导率和摩尔电导率?它们的相互关系如何?答: 将电解质溶液放入两平行电极间,两电极距离为L ,两电极面积为A ,这时溶液的电导G 是:R G 1= = LA κ 式中电导G 即电阻的倒数,单位为西门子(S 或Ω-1);κ称为电导率,为电极面积为1 m 2,电极距离为1 m 时两极间的电导,亦即电阻率的倒数。
SI 单位为S ·m -1。
摩尔电导率的定义式是该溶液的电导率与其浓度之比。
Λm =cκ (8-19) 其物理意义表示两个相距1 m 的电极间含1 mol 电解质的溶液时两电极间的电导率。
单位为S ·m 2·mol -1。
2. 影响电解质溶液导电能力的因素有哪些?答: 电解质溶液的导电能力与温度、电解质性质、溶剂、溶液的浓度等因素有关。
3. 强、弱电解质的摩尔电导率与浓度的关系有何不同?答: Λm 随浓度变化的规律,强弱电解质各不相同。
强电解质的稀溶液符合科尔劳斯(Kohlrausch F )经验公式:Λm =Λm ∞ - A ×c式中,Λm ∞为无限稀摩尔电导率,A 为常数。
对弱电解质,导电离子数随溶液的稀释、电离度α的增大而增大,当溶液无限稀释时,弱电解质完全电离,α=1,因而有:α==ΛΛ∞数之比电解质溶液中导电离子mol m m14. 结合教材学习和你所完成的实验,谈谈电导率的测定有哪些应用?答: 1.计算弱电解质的解离度和解离常数; 2.测定难溶盐的溶解度; 3. 检验水的纯度;4 应用于动力学研究;5 电导滴定;等等。
2.2 蔗糖水解反应的速率常数测定思考题1. 蔗糖水解反应的反应速率常数k 值与哪些因素有关?答:与温度,催化剂有关。
2. 蔗糖水解反应中H +的作用是什么?答:起催化剂的作用。
3. 一级反应有什么动力学特征?答:① lnc 与 t 成线型关系。
②半衰期与反应物初始浓度无关。
《物化问题及答案》实验十六 电导法测定氯化银的溶度积和溶解度思考题
实验十六 电导法测定氯化银的溶度积和溶解度思考题1、电导、电导率和摩尔电导率是如何定义的?三者分别以何符号表示?三者之间有何联系和区别?2、电导池常数K 的物理意义是什么?其数值如何测得?3、在运用公式c m /κ=Λ进行有关计算时,c 的单位是什么?4、极限摩尔电导率∞Λm 的物理意义和用途分别是什么?5、对于强、弱电解质,获得其∞Λm 分别有哪几种方法?6、对于强电解质难溶盐,如何理论计算其m Λ?为什么?7、难溶盐饱和溶液的电导率就是难溶盐的电导率吗?为什么?8、简述难溶盐溶解度和溶度积的区别?9、温度对电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率是否有影响?有何影响?10、科尔劳施公式c A m m -Λ=Λ∞成立的条件是什么?11、电导率的测定为何用交流电而不用直流电?12、简述用DDS-11A 型电导率仪测定溶液电导率的步骤?13、简述用DDS-11A 型电导率仪测定AgCl 溶解度和溶度积的步骤?答案:1、电导G 为电阻R 的倒数,表示导体的导电能力大小。
电导率κ为单位体积导体的电导。
摩尔电导率m Λ为单位浓度电解质溶液的电导率。
三者均反映导体的导电能力,对第二类导体电解质溶液而言,电导对电解质溶液的体积和浓度均没有限制,而电导率和摩尔电导率则分别对电解质溶液有体积限制和浓度限制,分别为单位体积电解质溶液和单位浓度电解质溶液的电导。
2、电导池常数K 为电导池两极之间距离 与极板面积A 之比值,对于指定的电导池,K 为常数。
K 值可通过测定已知电导率κ的电解质溶液的电阻R ,利用公式K= /A=κR 求得。
3、3-⋅m mol 。
4、∞Λm 为无限稀电解质溶液的摩尔电导率,由∞Λm 和m Λ可计算弱电解质稀溶液的电离度=αα,m Λ/∞Λm 。
5、对于强电解质,获得其∞Λm 有实验测定和理论计算两种方法,前者为以m Λ对c 作图,在低浓度下直线在纵轴(即横坐标c =0时)上的截距,后者为∞Λm =∞--∞++Λ+Λm m νν 。
电导率和摩尔电导率
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.1 定义 • 3.2 电导的测定 • 3.3 摩尔电导率与浓度的关系
自学P.10,准备回答下列问题: (1)分别解释强、弱电解质的摩尔电导率为 什么随着浓度减小而增加。 (2)柯尔劳施结论及其适合条件? (3)怎样求强电解质的极限摩尔电导率?弱 电解质能否用同样方法?
(3)无限稀释时离子的摩尔电导率
t
m,
m
, t
m,
m
离子的摩尔电导率需要指明涉及的基本 单元 P.12 表7.3.2
m
(Mg
2
)
2m
(
1 2
Mg
2
)
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.5 电导测定的应用
P.47 习题7.11
(1)计算弱电解质的解离度和解离平衡常数 分析:Λm→κ→R,Kcell
答:(1)导电强弱与离子的数量及运动速度有关 (2)强电解质的极稀溶液 (3)外推法求强电解质的极限摩尔电导率,稀溶
液不能用此法
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.4 离子独立运动定律与离子的摩尔电导率
(1)实验结果
★ 具有相同阴离子的钾盐和锂盐的Λm∞之差为一常数,与阴离子的性质无关 ★ 具有相同阳离子的钾盐和锂盐的Λm∞之差为一常数,与阳离子的性质无关
Λm∞→P.12 表7.3.2
K
2
1
c c
m
m
解答: Kcell=κKCl·RKCl =74.025m-1
κNH4OH= Kcell·1/R NH4OH
电导率
A G =κ l
l R=ρ A
κ=
1
ρ
电导率( 相当 相当A=1m2,l=1m时导体具有的电导。 时导体具有的电导。 电导率 κ)相当 时导体具有的电导
电导率的定义
电导率κ
K cell =
κ KCl
G KCl
κ 未 知 = G 未 知 ⋅ K cell
影响电导率的因素
电解质溶液电导率大小主要取决于两方面: 电解质溶液电导率大小主要取决于两方面: 1. 离子的多少; 离子的多少; 2. 离子的运动速度。 离子的运动速度。 外界条件的影响: 外界条件的影响: a. 温度 温度越高,离子的运动速度v越大,电导率越大; 温度越高,离子的运动速度 越大,电导率越大; 越大 b. 溶剂粘度 溶剂粘度越大,v越小,电导率越小 溶剂粘度越大, 越小 越小, 离子本性: 离子本性: a. 水化离子半径 水化离子半径r b. 离子价数 c. 特殊迁移方式
电导、电导率的测定 电导、
接通电源后,移动触C DGC线路中无电流 接通电源后,移动触C点,使DGC线路中无电流 通过,如用耳机则听到声音最小,这时D 通过,如用耳机则听到声音最小,这时D,C两点电 位降相等,电桥达平衡。 位降相等,电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就 可求得待测溶液的电导。 可求得待测溶液的电导。
Λ =λ
∞ m
∞ m,+
+λ
∞ m,−
λ
∞ m
:离子的极限摩尔电导率
离于独立地运动, 离于独立地运动,是它在无限稀释溶液中表现出 的规律。如果不是无限稀释的溶液, 的规律。如果不是无限稀释的溶液,离子的电导不仅 自身属性有关 同时还要受到其他离子的影响 有关, 受到其他离子的影响。 与自身属性有关,同时还要受到其他离子的影响。这 时的离子不再是独立地运动, 时的离子不再是独立地运动,电解质的摩尔电导率也 不等于各离子摩尔电导率之和。 不等于各离子摩尔电导率之和。
§72电解质溶液的电导率和摩尔电导率
§7.2 电解质溶液的电导率和摩尔电导率1. 电导和电导率通过溶液的电流强度I 与溶液电阻R 和外加电压V 服从欧姆定律R =V/I ;而溶液的电阻率ρ可根据(/)R A l ρ=计算。
通过测量电阻(resistance, R )和电阻率(resistivity, ρ)即可评价电解质溶液的导电能力,不同的是l 为两电极间的距离,而A 则取浸入溶液的电极面积。
习惯上多用电导(conductance ,G )和电导率(conductivity, κ)来表示溶液的导电能力,定义:G =1/R κ=1/ρ电导G 的单位是Ω-1,也记为S(西门子),κ的单位是S·m -1。
电导和电导率间的关系:l G A κ⎛⎫=⎪⎝⎭(7.3)2. 电导的测量通常采用电导率仪(conductometer )来测量电解质溶液的电导,其原理如图7.2。
测量时将电导电极(conductance electrode )插入待测溶液或将待测溶液充入具有两个固定Pt 电极的电导池(conductance cell )M 中,而后将M 连入惠斯登(Wheatstone)电桥的一臂。
测量方法与测定金属的电阻相同但技术上需做一些改进,如测量时不用直流电源而改用1000 Hz 的高频交流电源S ;以耳机或示波器T 来指示桥中零电流;在电桥另一臂的可变电阻R 1上需串联一个可变电容器K 以补偿电导池的电容。
电桥平衡时有314R R RR =3141R G RR R ==(7.4)溶液的电导率可按(7.3)式求算。
式中(l /A)称为电导池常数(conductance cell constant )。
不同的电导池具有不同的电导池常数,即使是同一电导池,其电导池常数也会随时间而改变。
实际测量时多用标准溶液(standard solution )法,即先将一精确已知电导率(κs )的标准溶液充入电导池,在指定温度下测定其电导(G s ),而后再将待测溶液充入该电导池测量其电导(G ),分别带入(7.3)式比较可得:ssG G κκ= (7.5)式中不再出现电导池常数。
电导电导率和摩尔电导率定义电导G电阻R的倒数
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率1、定义(1)电导G :电阻R 的倒数(2)电导率κ:电阻率的倒数(3)摩尔电导率Λm :溶液的电导率与其浓度之比单位:S·m 2·mol -1单位: S (西门子)(Ω-1)Ω★导体的电导率:单位截面积、单位长度时的电导.★电解质溶液的电导率:相距为1m , 面积为1m 2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导.1m 21m c κΛ=m s l R ρA =ρκ1=单位: S·m -1∵导体的电阻1G R =1G R ∴=s A l κ=s 1A ρl =×体积为1m 3注意:c 的单位:mol ·m -3(1)电导的测定—惠斯通电桥采用适当频率的交流电源接通电源,移动接触点C ,使CD 间的电流为零。
此时,电桥平衡:431=R R R R x 溶液的电导溶液的电导率电导池系数(2)电导率、摩尔电导率的计算◆测定已知电导率为κ的溶液电阻(电导),求电导池系数K cell 。
◆同法测待测溶液电阻(电导),可计算电导率◆当待测溶液浓度c 已知时,可计算摩尔电导率待测电阻可变电容(抵消电导池电容)交流电源检零器电阻箱电阻R 3、R 4为AC 与CB 的电阻cκΛ=m 2、电导的测定4例:25℃时在一电导池中盛以c 为0.02 mol ⋅dm −3的KCl 溶液,测得其电阻为82.4 Ω。
若在同一电导池中盛以c 为0.025 mol ⋅dm −3的K 2SO 4溶液,测得其电阻为326.0 Ω。
已知25℃时0.02 mol ⋅dm −3的KCl 溶液的电导率为0.2768 S ⋅m -1。
试求:(1)电导池系数K cell ;(2) 0.0025 mol ⋅dm −3K 2SO 4溶液的电导率和摩尔电导率。
解:(1)电导池系数K cell =l /A s =κ(KCl).R (KCl)=(0.2768×82.4)m -1=22.81m -1(2)0.0025 mol/dm 3的K 2SO 4 溶液的电导率κ(K 2SO 4)= K cell /R (K 2SO 4)=(22.81/326.0) S ·m -1=0.06997S ·m -10.0025 mol/dm 3的K 2SO 4的溶液的摩尔电导率Λm (K 2SO 4) = κ(K 2SO 4)/c = (0.06997/2.5) S·m 2 ·mol -1= 0 .02799 S·m 2 ·mol -13.摩尔电导率与浓度的关系#强电解质①溶液浓度↓,摩尔电导率↑②溶液浓度→零,曲线→直线,摩尔电导率趋于极限值,称无限稀释时的摩尔电导率,也称极限摩尔电导率由图可知:无论是强或弱电解质,摩尔电导率均随溶液的稀释而增大。
电导率和摩尔电导率的关系
电导率和摩尔电导率的关系嘿,你问电导率和摩尔电导率的关系呀,那咱就来唠唠。
电导率呢,简单说就是衡量物质导电能力的一个指标。
就好比一条路,电导率高呢,就像这条路很宽很平坦,电流在上面走得就顺畅;电导率低呢,就像这条路又窄又崎岖,电流走起来就费劲。
而摩尔电导率呢,是在电导率的基础上,考虑了物质的量的因素。
它就像是给电导率加上了一个“小秤砣”,用来衡量每摩尔物质的导电能力。
这俩家伙的关系呢,有点像亲兄弟。
电导率是比较直观地反映整体的导电情况,而摩尔电导率呢,更细致地从物质的量的角度去看导电能力。
比如说,同样是一种溶液,浓度不一样的时候,电导率会变化,但是摩尔电导率能更清楚地告诉我们,每摩尔溶质对导电的贡献有多少变化。
一般来说呢,随着溶液浓度的增加,电导率会先上升,因为溶质多了嘛,导电的离子也多了。
但是摩尔电导率呢,可能会先上升后下降。
为啥呢?一开始浓度增加,每摩尔溶质提供的离子多了,所以摩尔电导率上升。
但是浓度太高的时候,离子之间的相互作用就变强了,就像一群人挤在一起走不动路一样,反而会让导电变得困难,所以摩尔电导率就下降了。
我给你举个例子哈。
就像煮一锅汤,一开始加点盐,汤会变得更有味道,导电能力也像汤的味道一样变强了,这就是电导率增加。
但是如果不停地加盐,汤就会变得太咸,反而不好喝了。
同样的,溶液浓度太高的时候,导电也会受到影响。
而摩尔电导率呢,就像是在看每一勺盐对汤味道的贡献。
如果加了很多盐,虽然汤整体更咸了,但是每一勺盐对味道的提升可能没有一开始那么大了。
所以啊,电导率和摩尔电导率既有联系又有区别,它们一起帮我们更好地理解物质的导电性能呢。
电导率和摩尔电导率
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.1 定义 • 3.2 电导的测定 • 3.3 摩尔电导率与浓度的关系
自学P.10,准备回答下列问题: (1)分别解释强、弱电解质的摩尔电导率为 什么随着浓度减小而增加。 (2)柯尔劳施结论及其适合条件? (3)怎样求强电解质的极限摩尔电导率?弱 电解质能否用同样方法?
Λm=κ/c = 3.647×10-2S·m2·mol-1
Λm∞= Λm,NH4+∞+ Λm,OH-∞ =271.4×10-4S·m2·mol-1
α=1.344×10-2,Kθ=1.831×10-5
§7.5 可逆电池及其电动势的测定
• 5.1 可逆电池
(1)原电池的图解表示法
)Zn ZnSO4(aq)MCuSO4(aq) Cu(
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.4 离子独立运动定律与离子的摩尔电导率
(1)实验结果 (2)离子独立运动定律
m
m,
m,
★ 无限稀释溶液中,离子彼此独立运 动,互不影响,无限稀释电解质的摩尔 电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩 尔电导率之和
★ 离子独立运动定律适用于无限稀释 的强、弱电解质溶液
(3)无限稀释时离子的摩尔电导率
t
m,
m
, t
m,
m
离子的摩尔电导率需要指明涉及的基本 单元 P.12 表7.3.2
m
(Mg
2
)
2m
(
1 2
Mg
2
)
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.5 电导测定的应用
第八章 电化学基础 第三节 电导、电导率和摩尔电导率
解:(1)Kcell=l/As=κ(KCl)×R(KCl)=0.2768S·m-1×82.4Ω= 22.81m-1
(2)0.0025mol·dm-3 K2SO4溶液的电导率为 κ(K2SO4)=Kcell/R(K2SO4)=22.81m-1/326.0Ω=0.069 0.0025 mol·dm-3溶液的摩尔电导率为
(2)具有相同阳离子的氯化物和硝酸盐的之差亦为一常数,与阳离 子性质无关
m (KCl) - m (KNO3 )=m (LiCl ) - m (LiNO 3=) 0.00049 S m2 mol1
2023/2/20
10
●定律的内容 无限稀释溶液中,离子彼此独立运动,互不影
响,无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩
m /c
●单位 S·m2·mol-1
●注意
上式中c的单位为mol·m-3
表示m时,应标明其基本单元:可以是分子、原子、离子或 其它粒子。例, m(MgCl2)=258.8×10-4S·m2·mol-1
m[(1/2)MgCl2]=129.4×10-4S·m2·mol-1
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5
二、电导的测定——R的测定(自学)
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13
(二)计算难溶盐的溶解度
例8.3 电导测定知,25℃时氯化银饱和水溶液电导率为 3.41×10-
4S·m-1。已知同温度下配制此溶液所用水的电导率为1.60×10-4S·m-1。 试计算25℃时氯化银的溶解度。
解: m / c
κ(溶液)=κ(AgCl)+κ(H2O)
故 κ(AgCl) =κ(溶液)-κ(H2O)
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)
强电解质极限摩尔电导率的测定
一. 实验目的及要求1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
2、掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法。
3、用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率,并用作图外推求其极限摩尔电导。
二.实验原理1.电导、电导率与摩尔电导率(1)电导:(conductance) 物体导电的能力可用电阻R (resistance,单位为欧姆,用符号Ω表示)或电导G来表示。
G为电阻R的倒数,即G =1/R,单位为西门子(siemens),用S或Ω-1表示。
(2)电导率( conductivity ):电导率κ为电阻率ρ的倒数,即由上式可知,κ的单位是S · m-1。
其物理意义是电极面积各为1m2、两极间相距1m时溶液的电导。
其数值与电解质的种类、溶液浓度及温度等因素有关。
(3)摩尔电导率(molar conductivity) :摩尔电导率是指在相距为1m的两个平行电极之间充入含1mol电解质的溶液时所具有的电导,用公式表示为式中V m为含有1mol电解质的溶液的体积(单位为m · mol ),c为电解质溶液的物质的量浓度(单位为mol · m ),所以的单位为S · m2· mol-1。
注意:在使用摩尔电导率时,要注明所取的基本单元。
如以1mol 元电荷的量为基本单元,则(1/2CuSO4)=7.17×10S · m2· mol-1。
2. 强电解质溶液的摩尔电导率与浓度的关系柯尔劳施(Kohlrausch)根据实验结果得出结论:在很稀的溶液中,强电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系,即—无限稀释时的摩尔电导率Λ∞mA —常数下图为几种电解质的摩尔电导率对浓度的平方根的图。
由图可见,无论是强电解质,还是弱电解质,其摩尔电导率均随 c→0 而增大。
对于强电解质,c→0 ,离子间引力减小,离子运动速度增加,所以摩尔电导增加。
电导、电导率和摩尔电导率
第二节 电导、电导率与摩尔电导率 电解质溶液和金属导体一样,服从下列关系V R I = l R Aρ= R 、ρ越小,导体的导电能力越好。
但是,对于电解质溶液,其导电能力通常用电导G 和电导率κ来描述。
一、电导及电导率1.电导1 def G R(6-4) G 的单位为1()S -Ω=西门子。
当溶液中有多种电解质时,则溶液的总电导是所有电解质的电导之和,即123G G G G =+++2.电导率(以前也称比电导)11def l G A l R A ρκ== (6-5)式中l 为两电极间的距离,A 为电极面积。
κ的单位为11/m S m --Ω⋅=。
令l A l K A= 称为电导池常数,与电导池几何特征有关。
⑴物理意义由上式可知,当A =1m 2,l =1m 时,G =κ。
因此,κ就是长1m 、截面积为1m 2的导体所具有的电导。
对电解质溶液来说,其κ就是相距1m ,电极面积为1m 2的两个平行板电极间放置1m 3电解质溶液时的电导。
⑵与浓度的关系由图可以看出以下两点:Ⅰ. 当浓度相同时,强酸的电导率最大,强碱次之,盐类较低,弱电解质最低。
这是由于H +和OH -的电迁移率远远大于其它离子,至于弱电解质,则是由于单位体积内参加导电的离子很少。
Ⅱ. κ-c 曲线上存在极大点。
但弱电解质的变化不明显。
实际上,除了那些溶解度较低的盐类,它们在没有到达极大点时就已经饱和了,其它的电解质都有类似的情况。
在较稀的浓度范围内,随浓度增加单位体积溶液中的离子数目增加,κ逐渐增大。
当浓度足够大以后,离子间的静电作用将使离子的迁移速度大大减小,另外正、负离子还可能缔合成荷电量较少的或中性的离子对,因而会出现随浓度增大κ值减少的情况。
至于弱电解质溶液,单位体。
7-2电导、电导率和摩尔电导率
HCl 0.966 0.930 0.906 0.833 0.798 0.769 0.811 1.011
KCl 0.966 0.927 0.902 0.816 0.770 0.652 0.607 0.577
CaCl2 0.888 0.798 0.732 0.584 0.524 0.510 0.725
-
400
HCl
增大而减小,但减小情况不同。
m/(Scm2 mol-1)
300
NaOH
200
AgNO3
(ii):强电解质:在溶液很稀时,Λm与 电解质的 c成直线关系,
m m A c
100
将直线外推至c =0时,截距为无限稀释
CH3COOH
的摩尔电导率—极限摩尔电导率
0
0.5
1.0
1.5
cB/mol dm3
例: m (NaCl) m (Na ) m (Cl)
m (BaCl2)
m (Ba2 ) 2 m (Cl )
2
m
(1 2
Ba2
)
2 m (Cl )
m (CH3COOH) m (H ) m (CH3COO)
在表示离子的无限稀释摩尔电导率时,应标明离子的基本单元
如:
m (12 Ba2 ), m (Ba2 ), m (12 SO42 ), m (Ba2 ) 2 m (12 Ba2 )
aB
a
a
a
例: 已知0.1molkg1HCl溶液的平均离子活度因子
γ±=0.795,试计算此溶液中HCl的活度及平均离子活度。
分析:利用 a b / b
a a
b
( b
b
)1/
b b
摩尔电导率
★溶液导电性能的表示法 ▲电导 ▲摩尔电导率 ▲电导率
电化学
l G A GKcell s
▲极限摩尔电导率
m
★摩尔电导率与浓度的关系 强电解质:满足柯尔劳施公式 浓度降低, (可用作图法求 m ) 摩尔电导率增加 弱电解质:不满足柯尔劳施公式 可用离子独立运动定律求 m ★电导测定的应用
▲计算弱电解质的解离度及解离常数
▲计算难溶盐的溶解度
★离子平均活度、平均 活度因子 平 均 离 子 活 度: 平 均 离 子 活 度 因 子:
真溶液: 分散质粒子直径<1nm ★按分散相质点 胶体: 分散相粒子直径在1 -1000nm 粗分散系统:分散相粒子直径 >1000nm
胶体化学
★丁铎尔效应的实质及产生的条件 实质:分散粒子对光的散射的作用 产生的条件:入射光的波长大于分散粒子尺寸 ★胶体系统主要的特征:高度分散的多相性 热力学的不稳定性
※给定的反应,低温范围内反应的速率随温度的变化更敏感。 ※不同反应,活化能高的反应对温度更敏感。
●典型复合反应:
动力学
对行反应:
(可逆反应)
平行反应:
两产物浓度之比都等于两反应速率常数之比
连串反应:
A→B→C
中间物B的浓度在反应过 程中出现极大值
●复合反应速率的近似处理法
★选取控制步骤法:最慢的一步为反应控制步骤 ★平衡态近似法:反应物与中间物之间存在着热力学平衡,而复合反应 速率受中间物转变成产物的速率所控制。 ★稳态近似法 某中间物的生成速率与消耗速率相等以致其浓度不随时间变化 关键:中间物浓度不随时间 (dcB/dt=0)
电导率和摩尔电导率
其它价型依定义式类推
NaNO3 BaSO4
z+=1 |z-|=1 称为1-1型电解质 a a1/2 b/b
z+=2 |z-|=2 称为2-2型电解质
Na2SO4 z+=1 |z-|=2 称为1-2型电解质
a a1/3 41/3b/b
解:已知Λm HCl= 426.16×10-4 S·m2·mol-1 Λm H+ = 349.82×10-4 S·m2·mol-1
则Cl-的Λm = Λm HCl -Λm H+ =76.34×10-4 S·m2·mol-1
Λm,CH3COOH Λm,H Λm,CH3COO Λm,HCl Λm,CH3COONa Λm,NaCl (426.16 91.01126.45)104 S m2 mol1
§7.3 电导,电导率和摩尔电导率
1. 几个定义:
(1)电导(G), 单位为S
R l
As
,定义 G
1 R
1 ρ
A
s
l
(1 S = 1 Ω-1)
(2)电导率(κ),单位为 S·m-1
G
1 R
1
A s
l
A
s
l
电导率κ的物理意义:
单位面积,单位长度的电解质溶液的电导。
(3)摩尔电导率(Λm): Λm = κ/c
=μB⊝ +RTln(γB .bB/b⊝)
设强电解质C+A-完全电离 C+A- →ν +Cz+ +ν -Az整体化学势:μ =μ ⊝ + RTlnα ………………………(1)
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(1)计算弱电解质的解离度和解离平衡常数
2 c K 1 c
P.47
习题7.11
分析:Λm→κ→R,Kcell Λ
m ∞→P.12
m m
表7.3.2
解答: Kcell=κ
κ
NH4OH=
KCl·RKCl
=74.025m-1 Kcell·1/R
(2)强电解质的极稀溶液
(3)外推法求强电解质的极限摩尔电导率,稀溶 液不能用此法
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.4 离子独立运动定律与离子的摩尔电导率
(1)实验结果
★ 具有相同阴离子的钾盐和锂盐的Λ
m
∞之差为一常数,与阴离子的性质无关
★ 具有相同阳离子的钾盐和锂盐的Λm∞之差为一常数,与阳离子的性质无关
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.1 定义 • 3.2 电导的测定
(1) 电导的测定
1 R3 1 AC 1 Gx Rx R4 R1 CB R1
(2)电导率和摩尔电导率的计算
l 1 Gx K cell As Rx
m
c
电导池系数Kcell随电导电极而 定,其值可以由一个已知电导 率的标准溶液来标定
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.4 离子独立运动定律与离子的摩尔电导率
(1)实验结果 (2)离子独立运动定律
★ 无限稀释溶液中,离子彼此独立运 动,互不影响,无限稀释电解质的摩尔 电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩 尔电导率之溶液
§7.5 可逆电池及其电动势的测定
• 5.1 可逆电池
(1)原电池的图解表示法
)Zn ZnSO4 (aq)CuSO4 (aq) Cu(
★ 负极(阳极)在左,正极(阴极)在右 ★ 双液电池、单液电池
(2)可逆电池
ⅰ电极必须是可逆电极--电极反应可逆 ⅱ电极上通过的电流无限小—电极反应进行 得无限缓慢 ⅲ 电池中所进行的其它过程也必须可逆— 当反向电流通过电池时,电极反应以外的其 他部分的变化也应当趋于恢复到原来状态
原电池 2 Zn Zn 2e 电解池 原电池 Cu Cu 2e 电解池 2
NH4OH
(2)计算难溶盐的溶解度
★ 近似认为Λ m= Λ
★ 考虑水的电导率
∞ m
=3.647×10-2S·m-1 Λ m=κ /c = 3.647×10-2S·m2·mol-1 Λ
m ∞=
P.13 例7.3.2
Λ
∞ m,NH4+ +
Λ
∞ m,OH-
=271.4×10-4S·m2·mol-1 α =1.344×10-2,Kθ =1.831×10-5
m
m,
m,
(3)无限稀释时离子的摩尔电导率
t
m, m
,t
m, m
离子的摩尔电导率需要指明涉及的基本 单元 P.12 表7.3.2
1 m ( Mg 2 ) 2 m ( Mg 2 ) 2
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
P.10 例7.3.1
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
• 3.1 定义 • 3.2 电导的测定 • 3.3 摩尔电导率与浓度的关系
自学P.10,准备回答下列问题: (1)分别解释强、弱电解质的摩尔电导率为 什么随着浓度减小而增加。 (2)柯尔劳施结论及其适合条件? (3)怎样求强电解质的极限摩尔电导率?弱 电解质能否用同样方法? 答:(1)导电强弱与离子的数量及运动速度有关