第十一章 电导分析法
第十一章电位分析和电导分析ppt讲义可编辑全文
根据电池电动势的差值和标准缓冲溶液的pHs， 即可求得被测溶液的pH值。
▲ 求得的pH，不是从定义规定的pH，而是一个以 标准缓冲溶液pH为标尺的相对值。
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实际测量中，应尽量使溶液温度保持恒定。若温
度有变化应调整酸度计上的温度补偿器。
利用pH计测定pH值时，并不需要计算， 可在仪器表头上直接读出pH值。
（3）零类电极 由金、铂、石墨等惰性导体浸入含 有氧化还原电对的溶液中所构成。
2.薄膜电极(离子选择性电极）
它是一种电化学传感器，能对离子中特定离子产生 选择性响应，其电位可用能斯特方程表示。
如:pH电极、Na电极、Cl电极等。
离子选择性电极是一类新型指示电极，它具有选择 性好、灵敏度高、制作简单、简便快速、可连续监测 和应用范围广等特点，在分析化学领域已形成一个独 立的分支。
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二、直接电位法的基本原理 （一）直接电位法的原理：
是基于测量原电池的电动势，通过能斯特方程 式来求出离子浓度的分析方法。 （二） 参比电极：
在测定过程中能保持电极电位恒定不变，而不 受试液组成变化的影响。 如：甘汞电极、标准氢电极。
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离子浓度。 指示电极分两类：金属类电极和薄膜电极 1.金属类电极 （1）第一类电极 由金属与该金属离子溶液构成
如： Zn(s)︱Zn2+（c）
（2）第二类电极 由金属及其难溶盐浸入此难溶盐 的阴离子溶液中所构成 如 :Ag(s),AgCl(s) Cl (c)
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电导分析法精选全文完整版
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。
电导滴定法还可以测定用指示剂法或电 位法无法直接准确测定的相当弱的酸， 例如，硼酸（Ka=5.8×10-10）。
电导滴定还可应用于沉淀滴定、配位滴 定、氧化还原滴定。
HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH-
滴定前 化计点前 化计点
化计点后
2.弱酸(或弱减)的滴定
以NaOH滴定HAc为例,反应为： HAc + Na+ + OH- ===Na+ + Ac- + H2O 滴定开始时，电导略有下降，这是由于滴定中 形成弱酸盐的阴离子（Ac-）抑制弱酸HAc的 电离。通过极小点后溶液电导开始上升，直至 计 量 点 ， 这 由 于 溶 液 中 Na+ 和 Ac- 逐 渐 取 代 HAc。计量点后由于强碱过量，电导迅速上升
电导滴定
酸碱滴定曲线： 电导滴定常用于稀酸、弱 酸、混合酸等的测定。
1． 强酸强碱的滴定
如用NaOH滴定HCl，反应为 H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- +H2O
H++Cl- NaOH H+余+Na++Cl-+H2O
滴定前
化计点前
NaOH Na++Cl-+ H2O NaOH Na+ + Cl- +OH-
曲线的转折点为计量点 G
《仪器分析教程》教学课件—第11章 电化学分析
11.2 参比电极与指示电极
11.2.1 参比电极 11.2.2 指示电极
11.2 参比电极与指示电极
电极：将溶液中的浓度或活度信息转变成电信号的一种传感器
指示电极（indicator electrode）：指示待测溶液中离子活度变 化的电极。 参比电极（reference electrode）：在测量电极电位时用来提供 电位标准的电极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11.1.2 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动
控制和在线分析。 （3）所需试样的量较少 （4）应用广泛
传统电化学分析：无机离子的分析； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；药物分析；
lg
a(Hg 2Cl 2 ) a2(Hg) a2(Cl
)
E Hg 2Cl/Hg
EO
Hg
2 2
Cl/Hg
0.059 lg
a(Cl )
当电极内溶液的Cl-活度一定，甘
汞电极电位为定值，故可作参比电极。
11:48:03
11.2.1 参比电极
2.甘汞电极
表11.1甘汞电极的电极电位（ 25℃）
KCl 浓度 电极电位（V）
0.1mol/L 甘汞电极 0.1 mol / L +0.3365
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
甘汞电极的电极电位随温度变化，故需进行温度校正， 对于饱和甘汞电极（SCE），t ℃时的电极电位为：
电导分析法
Λm°值可通过实验求得
方法是将Λm值对c1/2
作图，得一曲线，再将曲
线外延至c=0处，所得
的若Λ使m用值Λ即m°为代Λm替°Λ值m，。
则式
m c
亦可写成 κ=Λm°·c
四、离子独立运动定律
离子独立运动定律是指在无限稀释溶液中,电 解质的摩尔电导率是正、负离子的摩尔电导 率的总和。
进行电导测量时，只要将试液放在电导池中，将两 个电极插入试液内，然后由电导仪读出电导值（或 电阻值），温度对溶液的电导是有影响的，因此， 在测定时应保持温度不变或使用温度自动校正装置， 或按溶液的温度系数加以校正。
直接电导法的应用主要有以下几方面：
1.水质纯度测定，水中离子总量愈大，则电 导率愈大，水质纯度愈低。
2.大气监测，
大气中含有SO2、SO3、H2S、NH3、HCl、 CO等气体，用吸收液吸收后，测其电导值， 可以监测上述气体含量，（在测定其中之一 种气体时，应将其他气体预先排除，以免干 扰）
3.钢铁中碳和硫的快速测定
将钢铁样品在高温燃烧炉中通氧燃烧使样品中的硫和碳分别 生 SO成2首SO先2被和装CO有2，微连酸同性剩的余K2OC2r通2O入7溶定液碳的、电定导硫池仪吸，收气：体中
第一节 溶液电导概念
一、电导和电导率： 1.导体:把有导电能力的物质称为导体。 导体分类： （1）电子导体：依靠电子的定向流动导电，
如金属，金属氧化物，石墨等。 （2）离子导体或电解质溶液：借离子在电场
作用下定向移动导电，包括水或非水溶剂的 电解质溶液或固体电解质。
2.电导(G)
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。
电导分析法
摩尔电导率
• 电导率：两电极面积各为1cm2、电极距离为1cm 时电解质的电导。用К表示。 • 摩尔电导率：在相距1cm的两个平行电极之间含 有1mol电解质时溶液的电导。用Λ m表示。
1000 c m 或 m c 1000
• 摩尔电导率为方便不同类型电解质导电能力的比 较。
Rm Em E Rm Rx
直接电位法的应用
• 水质监测
电阻率 100M 电导率 0.01 10M 0.1 1M 1 100k 10 10k 100 1k 1k 100 10k 10 100k 1 Ω· cm
-1
cm 1000k μS·
超纯水
蒸馏水
好水源
0.05%NaCl
海水
30%H2SO4
A
• 电导率计算：使用已知电导率的KCl标准溶液， 计算未知溶液的电导率。
s Rs
x Rx
Rs x s Rx
电导仪的测量原理
• 本质：测量溶液的电 阻，有电桥平衡式和 分压式。
电导池Rx 标 准 电 阻
Rx Em
E 电桥平衡式 分压式
R2 R4 R3 R1
电解分析的基本原理
电解过程
电解硫酸铜溶液, 当逐渐增加电压，达到一 定值后，电解池内与电源 “-” 极相连的阴极上 开始有Cu生成，同时在与电源“+”极相连的阳极 上有气体放出，电解池中发生了如下反应： 阴极反应：Cu2+ + 2e ＝ Cu
阳极反应：2H2O ＝ O2 + 4H+ +4e 电池反应： 2Cu2+ 4H+
电导分析法
玉崧成 公共卫生学院 卫生化学教研室 E-mail: scyu@
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。
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。
第十一章电导分析与库仑分析(42)
3
电导率与摩尔电导率的关系： 含有1mol 的电解质 溶液的体积为Vm(cm2)，极板距为1cm，体积即为Vcm3。
则：
4
（三）无限稀释时的摩尔电导率 由于溶液中离子间的相互作用，离子的迁移受到牵制，
要求电流效率达99.9%。 三、控制电位库仑法 （一）基本原理
将工作电极电位调节到一个数值，并保持恒定，电解至 电流为零，计算耗电量。
27
28
例：有一试液，含有0.1mol/LAg+与0.1mol/LCu2+， 试用控制电位库仑分析对其进行分别测定。
计算析出电位：
Cu 2
Cu
0.34 0.059 lg 0.1 0.3105(v) 2
不需标准溶液。 范围广，可用来测定不起电极反应和不稳定的物质。 2. 应用： 凡能以100%电流效率电解生成试剂，并迅速
定量反应的任何物质都可以测定，目前用于无机测定的库仑 滴定剂有60多种，用于测定有机化合物的亦有20余种。
42
示例：大气中SO2测定
43
测定时需除去臭氧、硫化氢、氧氮化物等氧化-还原物 质，最小检出量0.05mg/m3。
1.物质析出量与流过电解池的电量成正比：
mQ
25
2. 相同的电量时，析出量与摩尔质量成正比，与反应
电子数成反比：
m M n
合并后得：
上式意义：某物质电解时，每通过一个阿弗加德罗数即 6.023×1023个电子即96485库仑时，析出质量为M/n g。
26
法拉第定律是自然科学中最严格定律之一，不受温度、 压力、电解质浓度、电极材料和形状、溶剂等因素影响。 （二）电流效率
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)
第十一电位分析与电导分析
Ag/Ag2C2O4,CaC2O4,Ca2+ 电极反应：Ag2C2O4+2e==2Ag + C2O42电极电位：
Θ 0.0592lg Ksp,Ag2C2O4
2
K sp,Ca C2O 4
0.0592 2 lga Ca2
该类电极可指示Ca2+活度的变化。
薄膜电极（离子选择性电极） ：
3. AgCl/Ag电极
用Ag插入AgCl饱和的一定浓度(3.5M或饱和 KCl溶液)的KCl溶液中构成。
电极组成：Ag AgCl,(xM)KCl
电极反应：AgCl + e == Ag + Cl-
电极电位：
Ag
/ Ag
0.059lg
a Cl
构 成：同甘汞电极，只是将甘汞电极内管中的 (Hg,Hg2Cl2+饱和KCl)换成涂有AgCl的银丝即可。 特 点：a) 可在高于60 oC的温度下使用；
2.3K03RT lgα内 +
nF
2.303RT lgα外 nF
对阴离子：
∆φ=K－
2.303RT nF
lg α外
（2）其他电位
a. 不对称电位
α内
b.内参比电位
α外
（3）离子选择性电极的电位
∆ φ = K‘ ±
2.303RT nF
lgα外
2. 氢离子选择性电极（pH电极）
∆φ=K+
2.303RT nF
S
lg (Cl )
该类电极常在固定阴离子活度（浓
度）条件下作参比电极。也可作为一些 与电极离子产生难溶盐或稳定配合物的 阴离子的指示电极
3) 零类电极:由金、铂、石墨等惰性导体 浸入含有氧化还原电对的溶液中所构成的， 也称均相氧化还原电极。惰性金属或石墨 本身并不参与电极反应，它只是作为氧化 还原反应交换电子的场所
第十一章电位分析与电导分析-资料
电导仪：主要由电源、测量电路和显示器三部分组
成。
电导分析仪测定的数据可以是电导，也可以是电
导率:
=G
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电导仪
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电导分析法分为直接电导法和电导滴定法
直接电导法：
称取风干、磨碎、过筛的土壤样品10.0000g，将 样品放入小烧杯中，加20ml 0.01mol·L-1的CaCl2 溶液，充分搅拌，静置半小时，把pH玻璃电极和甘 汞电极插入被测溶液，并轻轻摇动，用酸度计测量 pH值。
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0.01mol·L-1的CaCl2作提取液的好处是： 1）消除悬液效应。 2）受稀释的影响不大。 3）虽是盐溶液，但与非盐化的土壤溶液中实际电
pH玻璃电极、氟离子选择性电极是应用最广泛
的离子选择性电极。
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pH玻璃电极简介
① pH玻璃电极的构造
玻璃膜是在SiO2基质 中加入Na2O、Li2O和 CaO烧结而成的特殊敏 感膜，它对H+有良好 的选择性，其厚度约为 0.1mm。
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根据测得的电导值与待测物之间的定量关系直 接确定待测物含量的方法。
测得的电导或电导率越大，表明溶液中正负离 子就越多。
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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
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。
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
• 滴定前, 只有H+ 和Cl-, 随 着 NaOH 的 加 入 , Na+ 不 断 取 代 H+, 溶 液的电导不断下降， • 计量点时，只有Na+ 和Cl-，电导最低。 • 化计点后, 随着过量 NaOH的加入, 溶液 中 OH- 和 Na+ 浓 度 增 加, 溶液电导也增加, 以电导对NaOH滴定 体积作图，得电导滴 就称为Kohlrausch 离子独立移动定律
经典测量方法使用惠斯通电桥法
电导是电阻的倒数，因此测量电 导实际上就是测量它的电阻。 电导的测量装置包括电导池和电 导仪。直流电通过电解质时会产 生电解，引起组分变化。电导较 高时，有机化现象。应以较高频 率的交流电作为电源 1．电导池 电导池是由两个电导电极构成。 电导电极一般由两片平行的铂制 成的
Λm (H2O)=5.5 102 S m2 mol1 Λm
3-电导分析法(2024版)
§2 应用
一、直接电导法
直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关 系来进行分析的方法，叫做直接电导法．
直接电导法主要应用于水质纯度的鉴定以及生 产中某些中间流程的控制及自动分析．
1. 水质纯度的鉴定
由于纯水中的主要杂质是一些可溶性的无机 盐类，它们在水中以离子状态存在，所以通过测 定水的电导率，可以鉴定水的纯度，并以电导率 作为水质纯度的指标。
G 1 R
第一类导体和第二类导体符合 欧姆定律。
2. 电导和电导率
R l
A
G A
l
欧姆定律
G = κ/ θ
电导率κ的物理意义：当A=1cm2，l=1cm时正立方体液 柱（单位体积导体）所具有的电导;或相当于1cm3 溶液在
距离为1cm的两电极间所具有的电导．
3. 影响电导率的因素 组成
电离度 ➢电解质溶液的性质 离子电荷数
1. 酸碱滴定
注意几个问题：
➢ 电导滴定过程中，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 是十倍于被滴液的浓度．
➢ 酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的 酸或碱（K=10-10），如硼酸、苯酚、对苯二酚 等，并能用于滴定弱酸盐或弱碱盐以及强、弱 混合酸．而这在普通滴定分析或电位滴定中都 是较难进行的．
2. 测量方法 测量电阻方法是采用惠斯登电桥平衡法。
与金属导体电阻测量不同之处：
➢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
另一种电阻测定的方法是电阻分压法，见教材 P175
电导分析法
第十一章电导分析法(书后习题参考答案)1.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：已知A=1.11cm2, l=1.00cm查表知，H+、OH-离子的极限摩尔电导率分别为λH+=349.82×10-4S·m2·mol-1，λOH-=349.82×10-4S·m2·mol-1纯水的极限摩尔电导率Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S·m2·mol-1纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为10-7mol·L-1，即c=10-4mol·m-3由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S·m-1所以纯水电导率为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2=6.08×10-8S2.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：电导池常数θ=l/A=0.53cm-1=53m-1, G=22.7mS由条件，得G=c·Λm/θ, Λm=λH+ +λNO3-则6.2810)44.7182.349(53107.2243=⨯+⨯⨯=Λ⋅=--mGcθmol·m-3即c=0.0286mol·L-13.在电池中，放有两支面积为1.25×10-4m2的平行电极，相距0.105m，测得某溶液的电阻为1995.6Ω，计算池常数和溶液的电导率。
解：已知A=1.25×10-4m2, l=0.105m, R=1995.6Ω池常数8401025.1105.04=⨯==-Alθm-1由G=1/R=k/θ得到：k=θ/R=840/1995.6=0.421S·m-14.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·L-1的AgNO3溶液，并施加20V电压，则所测电流强度为0.1976A。
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第十一章电导分析法
1.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：已知A=1.11cm2, l=1.00cm
查表知，H+、OH-离子的极限摩尔电导率分别为
λH+=349.82×10-4S·m2·mol-1，λOH-=349.82×10-4S·m2·mol-1
纯水的极限摩尔电导率Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S·m2·mol-1
纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为10-7mol·L-1，即c=10-4mol·m-3
由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S·m-1
所以纯水电导率为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2=6.08×10-8S
2.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：电导池常数θ=l/A=0.53cm-1=53m-1, G=22.7mS
由条件，得G=c·Λm/θ, Λm=λH+ +λNO3-
则
6.
28
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-
-
m
G
c
θ
mol·m-3
即c=0.0286mol·L-1
3.在电池中，放有两支面积为1.25×10-4m2的平行电极，相距0.105m，测得某溶液的电阻为1995.6Ω，
计算池常数和溶液的电导率。
解：已知A=1.25×10-4m2, l=0.105m, R=1995.6Ω
池常数
840
10
25
.1
105
.0
4
=
⨯
=
=
-
A
l
θ
m-1
由G=1/R=k/θ得到：k=θ/R=840/1995.6=0.421S·m-1
4.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·L-1的AgNO3溶液，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·L-1=100mol·m-3
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·m-1
Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1
5.用一个具有池常数为555m-1的电导池测得饱和AgCl水溶液的电阻值为67953Ω(298K)，实验用水的
电导率为8×10-5S·m-1。
计算AgCl的溶度积。
解：k
溶液
=θ/R=555/67953=8.167×10-3S·m-1
k AgCl= k溶液－k水=8.167×10-3－8×10-5=8.087×10-3S·m-1
以于AgCl的离解平衡，AgCl==Ag+ + Cl-, a(Ag+)=a(Cl-)
k AgCl=a(Ag+)·λAg+ + a(Cl-)·λCl-＝a(Ag+) (λAg+ + λCl-)
即8.087×10-3= a(Ag+)× (61.9+76.34)×10-4
则a(Ag+) =0.585mol·m3＝5.85×10-4=mol·L-1
K sp-AgCl= a(Ag+)·a(Cl-)＝(5.85×10-4)2=3.42×10-7
6.给出下列滴定体系的电导滴定曲线：（1）用KCl滴定AgNO3；（2）用LiCl滴定AgAc.
解：
7.普通电导法测量中，为什么以交流电源对电导池供电为好？
解：因为直流电通过电解质溶液时，会发生电解作用，使溶液中组分的浓度发生变化，电阻也随之改变，同时由于两电极上的电极反应，产生反电动势，影响测定．因此以交流电源对电导池供电为好．
8.用电导法测SO2气体时，通常选什么吸收液？为什么？
解：用固定浓度的NaOH溶液作吸收液．因为产物SO32-的电导率与OH-的摩尔电导率差别比较大．
9.高频滴定的主要特点和优点是什么？
解：特点：电极不直接与溶液接触，避免了电解和极化现象．
高频电导滴定的优点是：
1.电极不直接与试液接触，避免了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的EDTA络合滴定。
2.能测定电容变化。
对于非水溶剂的滴定分析，由于电导值变化小而电容变化大，高频电导滴定特别适宜。
3.对于介电常数相差远的两组分混合物的分析，普通滴定法则难以实现准确测定，应用高频滴定法能得到比较理想的测定结果。
10.绘出用0.1 mol·L－1NaOH滴定0.01 mol·L－1HCl的电导滴定曲线，并解释曲线的形状。
Array解：用NaOH滴定HCl溶液时，反应的结果是溶液中的H+被Na+代替，由于Na+的摩尔电导率远小于H+，
则滴定过程中电导不断下降(AB段)；化学计量点后，过量的NaOH存在，导致电导又上升(BC段)．。