电导分析2

电导分析法（2）

课题导入：

前面学过了电导分析法的基本原理，以及电导和浓度的关系。下面我们继续学习怎样利用电导进行浓度的测量。

三、溶液电导的测量

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。

1．电导池

电导池是有两个电导电极构成。电导电极一般由两片平行的铂制成的。

测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶液。在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象，这时不宜用光亮铂电极。

2．溶液电导的测量方法

电阻分压法，平衡电桥法，不平衡电桥法。平衡电桥法的原理如下：

四、影响溶液电导测量的因素

1．电极极化的影响

所谓极化是指电导池中发生的电解现象。因为溶液电解后，使阳极的电位值增加，阴极的电位值减小，即两极分化，极化由此得名。影响电导测量的极化有浓差极化和化学极化。

若电导池上加一直流电压，电导池中即发生电解作用，电极反应速率要比离子迁移速率快得多，瞬时后，阳极或阴极的表面附近溶液中离子供不应求，导致电极周围的离子浓度比电导池中溶液的离子浓度低得多，形成浓差极化。电流密度越大，浓差极化越严重。浓差极化的存在使电极与溶液的接触面之间没有平衡状态存在，造成误差。

化学极化是由于电解物在电极与溶液之间形成电阻。例如，测量NaCl 溶液的电导时，带负电荷的C1移向正极后失去电子变成C12，Cl2附着在电极表面形成一层气泡，使电极与溶液隔绝，相当于电阻增加。

消除浓差极化和化学极化的主要措施是用交流电源供电。因交流电源不断改变外加电压的方向，使每次电流流动所引起的极化，被下次电流流动反方向抵消，所以发生的浓差极化也相应抵消。

此外，也可用加大电极表面积的办法，即在电极表面镀上一层粉末状的铂黑以加大电极表面积，减小电流密度。但测量低电导时，铂黑会吸附大量溶液，使电导不稳定，影响结果的准确性。

2．电容的影响

仪器用交流电源供电后，电容的影响就不容忽视。因为电容的存在会改变两个极片间的电阻值，影响测量结果。消除电容影响可采取两种措施：一是加大极片面积和极间距离，从而加大溶液的电阻，这种措施必然受到一定的限制；二是加大电源的频率，因为频率愈高，电容影响愈小，尤其是在溶液浓度较大的情况下，所用电源的频率都要略高一此。

3．温度的影响

电解质溶液的电导率随温度的升高而增加，一般每升高1℃，电导率约增加2％。温度升高后可增加离子活动的能量，使离子迁移速率加快，从而使电导率增加。因此，对于精密测量应在恒温下进行，或者仪器增设温度补偿线路。一般的电导测定要求在短时间内温度稳定就行了。

4．其他杂质的影响

由于溶液电导与浓度存在线性关系，因此空气中若存在某些杂质(如CO2、NH3)而被溶液吸收或蒸馏水中存在微量杂质均会影响电导的测定。为了减少这些杂质的影响，要求使用纯度较高的蒸馏水，必要时应用蒸馏水加少量高锰酸钾的碱性溶液进行重蒸馏以驱除氨。

五、电导分析法及应用

（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，叫做电导法。电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产中某些中间流程的控制及自动分析，强电解质溶液总浓度的测定，土壤，海水的盐度。

1、水质监测

工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室用水等都需要对水的质量指标作监测。水的电导率是反映水质的很重要的一个指标。它反映

了水中电解质的总含量——可溶性的无机盐类。但一些非导电物质，如有机物、细菌、藻类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映出来。

水的类型自来水普通蒸馏水离子交换水

电导率(κ/s·cm-1) 5.26×10-4

（～10-4）

2.9×10-6

（～10-6）

5×10-7

（～10-7）

2．大气监测

由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2、CO、CO2及N X O Y等。可利用气体吸收装置，将这些气体通过一定的吸收液，利用反应前后电导率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高，操作简单，并能获得连续读数，因而在环境监测中广泛应用.

例：大气中SO2的测定，SO2气体用H2O2吸收，SO2被H2O2氧化为H2SO4后电导率增加，由此可计算出大气中SO2的含量。

SO2 + H2O2 →H2SO4 + H2O

可用此法测定大气中HCl、HF、CO2等气体。

（二）电导滴定法

电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点，滴定剂与溶液中待测离子反应生成水，沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在化计点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点。

摩尔电导H+＞OH- ＞Na+

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-H+余+Na++Cl-+H2O

滴定前化计点前

Na++Cl-+ H2O Na+ + Cl- +OH-

化计点化计点后

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。

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