电导分析法
合集下载
第九章 电导分析法和
电导池常数
对具有固定电极的电导池， 对具有固定电极的电导池，两极间的距 和电极面积A都是固定值 为常数， 离l和电极面积 都是固定值，l/A为常数， 和电极面积 都是固定值， 为常数 称为电导池常数θ（ 称为电导池常数 （cm-1）。
l θ= A
利用电导池常数可以测出不同物质的 电导率。 电导率。
电导池常数的应用 －－－－测量物质的电导率 －－－－测量物质的电导率 l θ= κ A θ = =κ ⋅R
1 1 A A G= = =κ R ρ l l
G
θ = κ s ⋅ Rs θ = κ x ⋅ Rx
电导池常数的应用 －－－－测量物质的电导率 －－－－测量物质的电导率
θ = κ s ⋅ Rs θ = κ x ⋅ Rx
λm与电解质浓度的关系
λm随着物质浓度逐渐降低，在无限稀释情况 随着物质浓度逐渐降低， 趋于恒定，达到最大值 最大值λ 下，趋于恒定，达到最大值λ0,m 。
（三）无限稀释溶液的摩尔电导率
电解质的导电性有溶液中的正、 电解质的导电性有溶液中的正、负离子共同 产生，所以： 产生，所以：
λ m = n λ m+ + n λ m −
Σλ 0 = Σn + λ 0 + + Σn − λ 0 − m m m
电导率κ 电导率κ的计算
例1 计算25℃时纯水的电导率。 计算25℃时纯水的电导率。 25℃时纯水的电导率 纯水中导电的是水电离生成的H 解：纯水中导电的是水电离生成的 +和OH－ 离子，它们的浓度均为10 离子，它们的浓度均为 -7mol/L。查表得， 。查表得， + 的 λ 0 为349.8×10-4，OH－的 λ 0 为 H × m m 198.0×10-4则纯水的电导率为： 则纯水的电导率为： ×
第二章 电导分析法
+ -
在无限稀释的溶液中，离子淌度用UA,0 表 示，称为离子的极限淌度。 在电解质完全电离的情况下，离子淌度和 摩尔电导率的之间有如下关系：
m U U F
,m U F
(F为法拉第常数)
和
,m U F
---摩尔电导率随浓度的变化，是由离子淌度的 变化引起的; --- 正、负离子摩尔电导率之差，是 由离子淌度的差异引起的。
摩尔电导率为正离子和负离子的摩尔电
导率之和。
即：
o ,
0， m
0 , 0 ,-
式中， 、 分别代表无限稀释的溶液
o ,-
中正离子和负离子的摩尔电导率。
在无限稀释的溶液中，正、负离子的电导率只取决 于离子的本性，不受其他共存离子的影响。
例如：已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的λNO3Λ
则
c G m 22 . 7 10
3
53
4
( 349 . 82 71 . 44 ) 10
28 . 6
mol· -3 m
即c = 0.0286mol· -1 L
例4：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：纯水的极限摩尔电导率； Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S· 2· -1 m mol 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为 10-7mol· -1，即c=10-4mol· -3 L m 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S· -1 m 所以纯水电导为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2 =6.08×10-8S
在无限稀释的溶液中，离子淌度用UA,0 表 示，称为离子的极限淌度。 在电解质完全电离的情况下，离子淌度和 摩尔电导率的之间有如下关系：
m U U F
,m U F
(F为法拉第常数)
和
,m U F
---摩尔电导率随浓度的变化，是由离子淌度的 变化引起的; --- 正、负离子摩尔电导率之差，是 由离子淌度的差异引起的。
摩尔电导率为正离子和负离子的摩尔电
导率之和。
即：
o ,
0， m
0 , 0 ,-
式中， 、 分别代表无限稀释的溶液
o ,-
中正离子和负离子的摩尔电导率。
在无限稀释的溶液中，正、负离子的电导率只取决 于离子的本性，不受其他共存离子的影响。
例如：已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的λNO3Λ
则
c G m 22 . 7 10
3
53
4
( 349 . 82 71 . 44 ) 10
28 . 6
mol· -3 m
即c = 0.0286mol· -1 L
例4：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：纯水的极限摩尔电导率； Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S· 2· -1 m mol 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为 10-7mol· -1，即c=10-4mol· -3 L m 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S· -1 m 所以纯水电导为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2 =6.08×10-8S
《仪器分析》电导分析法
（2）电导滴定 电导作为容量分析法的终点指示方法，应用于一些体系 的滴定过程中。在这些体系里，滴定剂与溶液中被测离子 生成水、沉淀或难离解的化合物，终点前后溶液电导发生 变化，滴定曲线出现转折点，从而指示终点。 为了减小滴定剂加入引起的稀释作用，滴定剂的浓度比 被滴定离子的浓度至少大10倍，最好100倍。
溶液导电是通过离子进行的，因此电导率与离子的浓 度和性质有关。 浓度越大，电导率越高，离子迁移速度越快，电导率 越大。 为了比较各种电解质导电能力，提出了摩尔电导率的 概念： m＝k/c 单位S· cm2· mol-1。 溶液浓度降低时，摩尔电导率增大。这是因为离子的 迁移受到周围相反电荷的离子的影响，使其速度变慢，无 限稀释，这种影响降到最低，摩尔电导率达到最大值0。
电解质无限稀释时的摩尔电导率等于溶液中所有离子 摩尔电导率的总和，即：
Байду номын сангаас
0 0
0
在无限稀释时，离子的摩尔电导率是一个定值，与溶 液中共存离子无关。
电导是电阻的倒数，因此测量电导即是测量溶液的电 阻。通常用惠斯通电桥法来进行测定。
2、电导分析法及其应用
（1）电导法－直接测定溶液的电导与被测离子浓度之间的 关系。 水质分析－纯水中的杂质主要是一些可溶性无机盐类， 测定水的电导可以评价水的好坏。常用于实验室和环境水 的监测。 工业生产流程中的控制与自动分析－例如，合成氨的生 产中，为防止催化剂中毒，必须监控CO和CO2的浓度。
电导分析法
电解质溶液能导电，当溶液中离子浓度发生改 变时，电导随之改变。用电导来指示溶液中离子的 浓度就形成了电导分析法。
包括电导法和电导滴定法。
1、电导的基本概念及测量方法
金属导电是电子的移动，溶液导电是正负离子的迁移。
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
3-电导分析法
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， 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， 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。 作为水质纯度的指标。 普通蒸馏水的电导率约为 2×10-6 S·cm-1，离 × 子交换水的电导率小于5× 子交换水的电导率小于 ×10-7 S·cm-1，纯水的电 导率约为 5×10-8 S·cm-1， × 值得注意的是，水中的细菌、 值得注意的是，水中的细菌、悬浮杂质和某 些有机物等非导电性物质对水质纯度的影响， 些有机物等非导电性物质对水质纯度的影响，很 难通过直接电导法测定。 难通过直接电导法测定。
2. 沉淀滴定
滴定KCl 如：AgNO3滴定 思考：滴定曲线的形状有无不同 ？ 思考： AgNO3滴定 滴定KCl的滴定曲线 的滴定曲线 KCl 滴定 滴定AgNO3的滴定曲线
作 业
几点讨论： 几点讨论： 由于无限稀释时离子间一切作用力均可忽略, 由于无限稀释时离子间一切作用力均可忽略 所以电解质的摩尔电导（ 所以电解质的摩尔电导（ Λ0 ）应是正负离子 单独对电导所提供的贡献—离子摩尔电导 单独对电导所提供的贡献 离子摩尔电导 λ0+ 的简单加和值． 和λ0- 的简单加和值． Λ0= λ0++λ0λ0+和λ0- 分别代表无限稀释的溶液中正离 子和负离子的离子摩尔电导． 子和负离子的离子摩尔电导． 任一种离子在指定温度下Λ 为定值。 任一种离子在指定温度下 0为定值。
1 G = R
第一类导体和第二类导体符合 欧姆定律。 欧姆定律。
2. 电导和电导率
R =
ρ
l A
欧姆定律
G
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 (2)(2024版)
第三节 电导分析法 conductometry
一、电解质溶液的基本性质 二、电解质溶液的电导与浓度的关系 三、影响电导测量的因素 四、电导测量与装置 五、电导分析法的应用
一、电解质溶液的基本性质
导电性质：离子导电；
1.电导(G) 、电导率() 、摩尔电导率(m)
电导：衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的倒数。
迪拜-夫肯汉根效应
三、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%。
Λ m,t
Λ m,25
oc (0.5 0.02 t)
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
制备高纯水需要采用石英容器, 亚沸蒸馏法。
普通蒸馏水的电导率 210-6 S·cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S·cm-1 纯水的电导率 510-8 S·cm-1
(2) 强电解质溶液总浓度的测定
土壤,海水的盐度
(3) 大气污染物测定
SO3 NO2, 吸收后测量电导变化；监测酸雨。
2. 电导法测定物理化学常数
(1) 电离度与平衡常数的测定 HAc = H+ + Acc(1-) c c
H+ 、 Li+ 、 Na+ 、 K+ 在溶液中的 运动速度大小顺序？
离子 K+ Na+ Li+ H+ Ag+ ClBrOH-
Λ m
104
73.52
50.11
38.69
349.82
61.92
76.34
78.4
198
一、电解质溶液的基本性质 二、电解质溶液的电导与浓度的关系 三、影响电导测量的因素 四、电导测量与装置 五、电导分析法的应用
一、电解质溶液的基本性质
导电性质：离子导电；
1.电导(G) 、电导率() 、摩尔电导率(m)
电导：衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的倒数。
迪拜-夫肯汉根效应
三、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%。
Λ m,t
Λ m,25
oc (0.5 0.02 t)
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
制备高纯水需要采用石英容器, 亚沸蒸馏法。
普通蒸馏水的电导率 210-6 S·cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S·cm-1 纯水的电导率 510-8 S·cm-1
(2) 强电解质溶液总浓度的测定
土壤,海水的盐度
(3) 大气污染物测定
SO3 NO2, 吸收后测量电导变化；监测酸雨。
2. 电导法测定物理化学常数
(1) 电离度与平衡常数的测定 HAc = H+ + Acc(1-) c c
H+ 、 Li+ 、 Na+ 、 K+ 在溶液中的 运动速度大小顺序？
离子 K+ Na+ Li+ H+ Ag+ ClBrOH-
Λ m
104
73.52
50.11
38.69
349.82
61.92
76.34
78.4
198
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。
电导分析_实验报告
一、实验模块电导分析法二、实验标题电导分析法测定溶液中离子浓度三、实验日期2023年10月25日四、实验操作者张三五、实验目的1. 熟悉电导分析法的基本原理和操作步骤。
2. 掌握使用电导率仪测定溶液中离子浓度的方法。
3. 了解不同离子浓度对电导率的影响。
六、实验原理电导分析法是一种通过测量电解质溶液的电导值来确定物质含量的分析方法。
电导值是指溶液中离子浓度和迁移速率的乘积。
根据欧姆定律，电导G与电阻R的关系为G=1/R。
电导率的单位为西门子（S），它是电导与溶液浓度的比值。
电导率与溶液中离子的种类、浓度和迁移速率有关。
七、实验步骤1. 准备实验仪器：电导率仪、标准溶液、待测溶液、移液管、烧杯、电极等。
2. 校准电导率仪：按照仪器说明书进行校准。
3. 配制标准溶液：取一定量的标准溶液，用移液管移取至烧杯中，加入适量的去离子水，搅拌均匀。
4. 测量标准溶液的电导率：将电极插入标准溶液中，打开电导率仪，读取电导率值。
5. 配制待测溶液：取一定量的待测溶液，用移液管移取至烧杯中，加入适量的去离子水，搅拌均匀。
6. 测量待测溶液的电导率：将电极插入待测溶液中，打开电导率仪，读取电导率值。
7. 计算待测溶液的离子浓度：根据标准溶液和待测溶液的电导率，计算待测溶液的离子浓度。
八、实验环境实验地点：化学实验室实验器具：电导率仪、标准溶液、待测溶液、移液管、烧杯、电极等。
九、实验过程1. 校准电导率仪，确保仪器准确度。
2. 配制标准溶液，按照实验要求配制不同浓度的标准溶液。
3. 测量标准溶液的电导率，记录数据。
4. 配制待测溶液，按照实验要求配制不同浓度的待测溶液。
5. 测量待测溶液的电导率，记录数据。
6. 根据标准溶液和待测溶液的电导率，计算待测溶液的离子浓度。
十、实验结论通过本次实验，我们掌握了电导分析法的基本原理和操作步骤，能够使用电导率仪测定溶液中离子浓度。
实验结果表明，随着溶液中离子浓度的增加，电导率也随之增加。
电导分析法
电导分析法 (Conductometry)
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。
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
电导分析法
量度物体导电能力大小的物理量叫作电导，
用符号G表示，它与导体的电阻（R）互为
倒数关系． 根据欧姆定律：
G 1 i RE
(1)
式中i——通过导体的电流； E——两电极间的电位差．
电导分析法
在给定的条件下（温度、压力等），电阻 R不仅取决于构成导体的材料，而且与导 体的形状、大小有关。若导体为均匀的棒 材，其横截面为A，长度为l，则它的纵向 电阻为
电导分析法
测量时应以交流电作为电源，不能使用直 流电．因为直流电通过电解质溶液时，会 发生电解作用，而使溶液中组分的浓度产 生变化，电阻亦随之而变；同时由于两极 上的电极反应，产生反电动势，影响测
定．
电导分析法
一般可使用频率为50Hz的交流电源， 对测量低电阻的试液时，为了防止极化 现象，则宜采用频率为1000~2500Hz的 高频电源．测量电阻方法是采用惠斯 登平衡电桥法．
G A 1 （11）
l l/A
对一定的电极来说，l/A是一常数，用表示， 称为电导池常数，单位是cm-1，即
l A电导分析法
（12）
若要求用电导率表示，根据下式进行换算
G L G
A
电导分析法
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。应以较 高频率的交流电作为测量电导电源以降低极化 效应。 1．电导池
电导分析法
1. 酸碱滴定
电导分析法
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 滴定中都是无法进行的．
量度物体导电能力大小的物理量叫作电导，
用符号G表示，它与导体的电阻（R）互为
倒数关系． 根据欧姆定律：
G 1 i RE
(1)
式中i——通过导体的电流； E——两电极间的电位差．
电导分析法
在给定的条件下（温度、压力等），电阻 R不仅取决于构成导体的材料，而且与导 体的形状、大小有关。若导体为均匀的棒 材，其横截面为A，长度为l，则它的纵向 电阻为
电导分析法
测量时应以交流电作为电源，不能使用直 流电．因为直流电通过电解质溶液时，会 发生电解作用，而使溶液中组分的浓度产 生变化，电阻亦随之而变；同时由于两极 上的电极反应，产生反电动势，影响测
定．
电导分析法
一般可使用频率为50Hz的交流电源， 对测量低电阻的试液时，为了防止极化 现象，则宜采用频率为1000~2500Hz的 高频电源．测量电阻方法是采用惠斯 登平衡电桥法．
G A 1 （11）
l l/A
对一定的电极来说，l/A是一常数，用表示， 称为电导池常数，单位是cm-1，即
l A电导分析法
（12）
若要求用电导率表示，根据下式进行换算
G L G
A
电导分析法
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。应以较 高频率的交流电作为测量电导电源以降低极化 效应。 1．电导池
电导分析法
1. 酸碱滴定
电导分析法
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 滴定中都是无法进行的．
第2章++电导分析
η (ε rT )
1 2
其中， η 为溶剂的粘度；
ε r 为相对介电常数。
当电解质溶液被加上高频电压时，由于电压周期比离 子氛的松驰时间短，此时，可视离子氛为静止状态，离子 氛的对称性没有大的变化，阻滞作用部分或全部消失，因 此电导会相应增大。
第二章 电导分析 18
§2.2
溶液电导的测量方法
2.2.1 概述
第二章 电导分析 20
• 选择电导池常数的最佳条件是： 电导池测量介质的电导率范围应在 10-3 ～3 ×10-5 S · cm-1 之间。常数太小时不容易测准，太大时仪器的平衡点又难以 确定。因此，被测量的电解质水溶液的电导率应在 10 -1 ～ 10 -7 S · cm-1 之间。 • 为了减少极化效应和电容的干扰，铂电极上常常镀上一层 “铂黑”以增大电极的面积。但是，铂黑颗粒可能对溶液中 的某些反应有催化作用，或者可从溶液中吸附大量的溶质从 而改变其浓度。遇到这种情况，还是用光亮铂片电极为好。
第二章 电导分析
21
2.2.2 电导仪
• 电导仪的构造
包括：电导池，测量荡器。常见电源电路有 • 电阻电容移相振荡 • 电感反馈电感电容振荡 • 电感负载多谐振荡
由式（2.1）可得：
（2）测量电路：分为分压式、平
衡电桥式和欧姆计式三种。
1 Gx = Rx
λ Λ 0, m (HAc) =0 (H + ) + λ0 (Ac − )
= λ0 (H + ) + λ0 (Cl − )] + [ λ0 (Na + ) + λ0 (Ac − )] − [ λ0 (Na + ) + λ0 (Cl − )] [ = Λ 0,m (HCl) + Λ 0,m (NaAc) − Λ 0,m (NaCl) = (423.2 ×10 −4 + 91.0 ×10 −4 − 123.5 ×10 −4 ) S ⋅ m 2 ⋅ mol −1 = 390.7 ×10 −4 S ⋅ m 2 ⋅ mol −1
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
电导分析法(白)
Cl：76.3
K+ ：73.5
Na+ ：50.1
Ag+ ：61.9
1/2SO42- ：80.0
此时，离子的摩尔电导叫做单独摩尔电导， 以 表示。 m,
m.
m
=
m,
+
m.
注意：测量电导时，不能使用直流电源，
如果使用直流电源，电导池就会和溶液组
成一个回路，导致电极产生电解作用，使
κ为电导率，单位S.cm-1
θ称为电导池常数，对某一电导池，它为固定值。
电导率(conductivity，κ) ：相距为 1cm,
面积为 1cm2 的两个平行板电极之间充
满电介质溶液时的电导；即相当于单位
体积电解质溶液所表现出来的电导。单
位为 S.cm-1
电导率没有考虑溶液中电解质含量大小 对导电性能的贡献，所以提出了摩尔电 导率这一概念
摩尔电导率（molar conductivity）：在相 距为单位距离的两个平行电导电极之间， 放置含有 1 mol电解质的溶液时，溶液所 具有的电导称为摩尔电导率（Λm ），单 位为S· cm2· mol-1 。
1000 m VB C
1000 m VB C
VB是含有 1 mol电解质的溶液的体积，单位为 mL；C是电解质溶液的浓度，单位为 mol· L－1。 Λm的单位是S· cm2· mol-1
κ=Λm C/1000
m．C G 1000
注意：摩尔电导率中的摩尔指的是1摩尔 的电荷
所以：Λm , (1/2CuSO4)
Λm , (1/3AlCl3)
电导率与电解质溶液浓度有如下规律：
①强酸的电导率最大，强碱的电导率次之， 盐类较低，至于弱电解质就更低。 ②强电解质， Λm随浓度降低而增加。在较 低浓度范围内，强电解质的Λm —C近似呈 线性关系 ③弱电解质，Λm随浓度降低而增加。当浓度较 低时，Λm随浓度降低而急剧增加，表现为关系 十分陡峭。
K+ ：73.5
Na+ ：50.1
Ag+ ：61.9
1/2SO42- ：80.0
此时，离子的摩尔电导叫做单独摩尔电导， 以 表示。 m,
m.
m
=
m,
+
m.
注意：测量电导时，不能使用直流电源，
如果使用直流电源，电导池就会和溶液组
成一个回路，导致电极产生电解作用，使
κ为电导率，单位S.cm-1
θ称为电导池常数，对某一电导池，它为固定值。
电导率(conductivity，κ) ：相距为 1cm,
面积为 1cm2 的两个平行板电极之间充
满电介质溶液时的电导；即相当于单位
体积电解质溶液所表现出来的电导。单
位为 S.cm-1
电导率没有考虑溶液中电解质含量大小 对导电性能的贡献，所以提出了摩尔电 导率这一概念
摩尔电导率（molar conductivity）：在相 距为单位距离的两个平行电导电极之间， 放置含有 1 mol电解质的溶液时，溶液所 具有的电导称为摩尔电导率（Λm ），单 位为S· cm2· mol-1 。
1000 m VB C
1000 m VB C
VB是含有 1 mol电解质的溶液的体积，单位为 mL；C是电解质溶液的浓度，单位为 mol· L－1。 Λm的单位是S· cm2· mol-1
κ=Λm C/1000
m．C G 1000
注意：摩尔电导率中的摩尔指的是1摩尔 的电荷
所以：Λm , (1/2CuSO4)
Λm , (1/3AlCl3)
电导率与电解质溶液浓度有如下规律：
①强酸的电导率最大，强碱的电导率次之， 盐类较低，至于弱电解质就更低。 ②强电解质， Λm随浓度降低而增加。在较 低浓度范围内，强电解质的Λm —C近似呈 线性关系 ③弱电解质，Λm随浓度降低而增加。当浓度较 低时，Λm随浓度降低而急剧增加，表现为关系 十分陡峭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）电桥平衡法
振荡器产生频率为1KHZ的交 流电压，加到桥的ab两端，从 桥的cd端输出，经交流放大器 放大后，再整流为直流信号推 动电表，当桥平衡时，电流表 指示为零，此时
Rx
R1 R2
R3
R1和R2为标准电阻，R1和R2组 成电路比例臂。R1/R2 的值可选 用0.1，1.0，及10等数值。R3为 可调精密电阻，Rx为电导池的电 阻。由于电导池存在着极间Cx电 容(图中用虚线表示，非外加上 去的电容)，所以电阻R3上加一 个可变电容C3以平衡之。Rx为待 测溶液的电阻值。其倒数即为电 导值。电桥平衡法不受电场影响， 示零器的灵敏度足够高时测量精 密度较高。 由此可见，用电桥法测定溶液的 电导，需要有一个交流电源，一 个盛装溶液的电导池和一个电桥 装置，商品电导仪就是由这些部 件组成。
阳离子λ°+(×10-4 S· 2· -1)阴离子λ°m mol H+ 349.8 OHLi+ 38.7 FNa+ 50.1 ClK+ 73.5 BrNH4+ 73.5 IAg+ 6.9 CO32Mg2+ 106.1 HCO3Ca2+ 119.0 CNSr2+ 118.9 Ba2+ 127.2
198.6 55.4 76.4 78.1 76.8 118.6 44.5 82
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Λm值即为Λm°值。 若使用Λm°代替Λm， 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。 ° ° ° Λ° = λ° + λ° m 2 1 Λ m = Λ m , + + Λ m ,- 或 式中： 电解质无限稀释时的摩尔电导率 λ° λ° 无限稀释时摩尔离子电导率 1 2
4.电解质溶液的电导率与浓度的关系
电解质溶液的电导率与电极的 距离及电极面积无关，只与电 解质的本性、溶剂的性质、温 度及溶液的浓度有关。在一定 范围内，浓度越大，单位体积 内的离子数就越多，电导率越 大；离子的迁移速率越快，电 导率就越大；离子的 价数越 高，电导率越大。 极大点的原因:因为溶液浓度 的增大，单位体积内离子数目 增加，使溶液的电导随着增加， 但当浓度增大到一定值时，因 为离子间相互作用力加强，或 者是电解质的电离度下降，导 致电导率下降。
L R =ρ A
ρ—电阻率（Ω.m） L—两电极间的距离(m)
1 = 1 A =κ A G= ρ L L R
3.电导率： =1 /
=K(L/A) G
电阻率的倒数 单位：S m-1 两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的 电导。 电导池常数：K(L/A) =L/ A (A电极面积; L电极间距) 由标准KCl溶液的电导率(查表)确定电导池常数
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 生成SO2和CO2，连同剩余O2通入定碳、定硫仪，气体中 SO2首先被装有微酸性的K2Cr2O7溶液的电导池吸收： SO2+H2O=H2SO3 3H2SO3-K2Cr2O7+H2SO4=Cr2(SO4)3-K2SO4+4H2O于是溶液 的电导率随之发生变化，其变化与SO2的量有函数关系，故 可根据电导率的变化求得SO2的含量，接着，将已除去SO2 的混合气体通入盛有Ba(OH)2溶液的电导池： CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O 溶液的电导率随之发生变化，其变化与CO2的量有函数关系， 故也可据此求得CO2含量。 实际工作中是以标准钢样测得电导值并作出电导值对碳或硫 含量的工作曲线，然后再由试样电导值求碳、硫含量。
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)
二、摩尔电导率
摩尔电导率是在距离为1m的两电极间含有1mol溶 质时电解质溶液所具有的电导。
m
c
式中Λm称为摩尔电导率，单位为S· 2· -1 。 m mol c为溶液的浓度，mol· -3。 m
摩尔电导率与浓度的关系
由图可知，摩尔电导率随浓 度的增大而下降。实验证明， 在溶液足够稀的情况下，强 电解质的摩尔电导率Λm值 接近于常数，换句话说，稀 溶液的摩尔电导率基本上不 随溶液浓度而变化，这就是 为什么摩尔电导率较电导率 更便于用来比较不同电解质 的导电能力。
（2）分压法
由交源E提供电压E，
加在电导池（Rx）与 分压电阻（Rm）串联 的电路上，它们分压 分别为Ex和Em，
图3-5 分压法电路原理
E= Ex+Em= i（Rx+Rm）
i E Rx Rm
图3-5 分压法电路原理
又因Em = iRm ，G=1/R
Em =
Rx
E Rm Rm +
Em =
习题：
什么是溶液的电导率，摩尔电导率，无限稀释时摩尔电导率？为什么要使 用“无限稀释溶液的摩尔电导率”这一概念？ 答：
衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的
倒数。
1 A G= 1 = ρ A = κ L L R
单位：西门子 S，1S=1-1
L R =ρ A
欧姆定律
一定浓度的电解质溶液中插入两个电极，接
上交流电源，则在一定温度下该溶液的电阻 同两电极间的距离成正比，同电极的截面积 成反比，即：
式中R—电阻（Ω）
一些电解质溶液的电导率(25C)
电解质溶液
（s/m） NaCl（饱和溶液） 25.13 0.1MHCl 3.91 0.1MCH3COOH 0.052 0.1MKCl 1.288 1.0MKCl 11.18
一些离子在无限稀释时的摩尔离子电 导率(25C)
E Rm 1/ G x + R m
当Rm<<Rx时， Em = ERm Gx ，测量时， 只要分压电阻Rm足够小，便可使分压Em 的值与溶液电导值Gx值成线性关系。测 知Em后即可求得Gx。根据这种原理可以 设计成直读式电导仪，测量方法是将Em 放大，整流，然后推动电表，电表刻度 换算成电导值Gx或电阻值Rx，便可直读 测量结果。
摩尔电导率与浓度的关系
三、无限稀溶液的摩尔电导率Λm°
1.当无限稀释溶液时，摩尔电导率达到极大值，称为无限 稀释溶液摩尔电导率，用Λm°表示。 2.每种电解质在给定溶剂中无限稀释时的摩尔电导率是一 个常数，不再随浓度而改变，因此可作为各种电解质在 水溶液中导电能力的特征常数。它反映了电解质中离子 的特性，其值仅与温度有关，所以采用Λm°就可以完全 摆脱溶液浓度对摩尔电导的影响。 3.在电解质溶液中，离子带有电荷，离子间存在相互作用， 溶液愈浓，作用愈大，离子的运动和导电能力就愈受到 牵制，Λm值就愈小；相反，溶液愈稀，则离子之间引力 愈小，Λm值就愈大，当溶液无限稀释时，离子之间作用 力极小，此时Λm值趋于最大值，即Λm°。 4.上面提到的摩尔电导率接近于常数，为什么它仅仅是接 近于常数,而不完全是是常数呢？因为它在一定程度上还 是随着溶液浓度的变化而变化的.
第四节 电导仪
电导仪主要包括测量电源，测量电路， 放大器，指示器四部分 测量电源一般由正弦波振荡器产生， 测量电路多数采用电桥平衡式或分压 式，指示器可分为指示平衡点的示零 器（如耳机、电眼、示波器等）和直 读式（如电表、数字显示、打印记录 机）两类。 国产的电桥式电导仪有雷磁27型电导 仪和D5906型电导仪等，但商品电导 仪多属直读式，它们能满足快速测量 和连续自动测量的要求，目前常用电 导仪有JD-1型便携式电导仪，DDS11型，DD-11A型电导仪，此外，还 有DDY-100型比电导仪，具有较高精 度。
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。
NaOH溶液滴定HCl溶液
滴定之前，溶液中存在H+和Cl－离 子， 在滴定过程中，H+离子被中和成 不导电的H2O分子，但同时增加了 Na+离子，其电导率比H+离子的低 得多，所以滴定开始以后，溶液的 电导逐渐下降。到达等当点时，H+ 离子浓度已非常小，虽然溶液中有 Na+和Cl－离子，但他们的摩尔离 子电导率很低，所以，此时溶液总 电导达到最低值，过了等物质的量 点后，加入的Na+和OH－离子（特 别是OH－）使电导值迅速上升， 所以在等物质的量点出现一个转折 点。相对应的滴定剂体积即为滴定 终点。
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）
第三节
电导分析法应用
一、直接电导法 直接根据溶液的电导来测定其所含离子的浓度的方 法称为直接电导法（简称电导法）由于试液中所有 离子都参与导电，所以本选择性较差，它只适用于 测定试液中电解质总量或用于分析单纯物质。 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。