电导率传感器及其初步应用
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第三章 电导率传感器及其初步应用 第一节 电导传感器检测原理和应用
请你思考：
在下列溶液中加入少量的氢氧化钠固体， 溶液的导电性变化不大的是 A．蒸馏水 C．盐酸 B．NaCl溶液 D．Na2CO3 溶液
向氢氧化钠溶液中加入盐酸的电导率变化曲线
一、有关溶液导电性的几个概念
1、电导（electric conductance）
Λm
（3）测定难溶盐的溶解度
难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 Λ Λ m m 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的 Λm
表值得到
难溶盐本身的电导率很低，这时水的电导率
就不能忽略，所以：
(难溶盐) (溶液) (H2O)
运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和
溶液的浓度
25℃水介质中某些离子的极限淌度
质子传递机理示意图
在水溶液中单个的溶剂化的质子 的传导是通过一种质子传递机理， 随着质子从一个水分子传递给另 一个水分子，电流很快沿着氢键 被传导，而并不是质子本身从溶 液的一端迁移向另一端。OH-的 摩尔电导率也很大，传导机理与 上述类似，只是质子从水分子上 转移到OH-上而已。
这就称为Kohlrausch 离子独立移动定律。这样， 弱电解质的 可以通过强电解质的 或从表值上 Λm Λm 查离子的 求得。 Λm,+ ,Λ m,
电导率、摩尔电导率与浓度的关系
强电解质溶液的电导率随着浓度的 增加而升高。当浓度增加到一定程 度后，解离度下降，离子运动速率 降低，电导率也降低，如H 2SO4 和 KOH溶液。 中性盐由于受饱和溶解度的限制， 浓度不能太高，如KCl。 弱电解质溶液电导率随浓度变化不 显著，因浓度增加使其电离度下降， 粒子数目变化不大，如醋酸。
演示实验：不同溶液的导电性
由以上数据可以得到什么结论？溶液的导电性与哪 些因素有关？
电导测定的一些应用
（1） 检验水的纯度 纯水本身有微弱的解离
[H+ ] [OH ] 107 mol dm3
Λm (H2O)=5.5 102 S m2 mol1
这样，纯水的电导率应为
(难溶盐) (溶液) (H 2O) Λm (难溶盐)
c c
c
（4）电导滴定 在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率 也不断变化，利用电导率变化的转折点，确定滴 定终点。 电导滴定的优点是不用指示剂，对有色溶液 和沉淀反应都能得到较好的效果，并能自动纪录。
4、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，这时溶液所具有的 电导称为摩尔电导率 Λm
Λm
def
k kVm c
单位面积
m
c
1 c
Vm
Vm 是含有1 mol电解质的溶液 的体积，单位为 m3 mol1， c 是电解 3 质溶液的浓度，单位为 mol m 。
单位间距 单位立方体
电导率
摩尔电导率的位为 S m2 mol1
离子独立移动定律和离子的摩尔电导率
德国科学家Kohlrausch 根据大量的实验数据，发 现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离子独立移
动，不受其它离子影响，电解质的无限稀释摩尔电导
率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和
Λm Λ Λ m,+ m,
1 m 1
A l
长度 l
电导G
面积=A
单位长方体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电导率也就是电阻率的倒数：
电导率
(a)
l R A
k
1
电导率的定义
3、离子淌度
在电场作用下，溶液中的阴离子向阳极运动， 阳离子向阴极运动，其运动速度除与离子本 性及溶剂性质（如粘度）有关外，还与电位 梯度有关。 离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量， 是当电位梯度为1V/cm时的离子运动速度。
5.5 10
6
S m
1
普通蒸馏水的电导率约为
1103 S m1
事实上，水的电导率小于 1 104 S m1 就认为是 很纯的了，有时称为“电导水”，若大于这个数值，
那肯定含有某种杂质。
(2)计算弱电解质的解离度和解离常数 设弱电解质AB解离如下：
Λ = m Λm
c 2 Kc c 1 2 c Λm c 2 Λm c Λm Kc c Λ Λ Λ Λm m m Λ m 1
l 电导是电阻的倒数 R A
电导的单位为 1 或 电导
1 G R
U R , I
I G U
A G l
S
G
与导体的截面积成正比，与导体的
长度成反比
2、电导率（electrolytic conductivity） A A 因为 G G k l l 比例系数 k 称为电导率。 电导率相当于单位长度、 单位截面积导体的电导 电导率的单位是 S m1 或
请你思考：
在下列溶液中加入少量的氢氧化钠固体， 溶液的导电性变化不大的是 A．蒸馏水 C．盐酸 B．NaCl溶液 D．Na2CO3 溶液
向氢氧化钠溶液中加入盐酸的电导率变化曲线
一、有关溶液导电性的几个概念
1、电导（electric conductance）
Λm
（3）测定难溶盐的溶解度
难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 Λ Λ m m 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的 Λm
表值得到
难溶盐本身的电导率很低，这时水的电导率
就不能忽略，所以：
(难溶盐) (溶液) (H2O)
运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和
溶液的浓度
25℃水介质中某些离子的极限淌度
质子传递机理示意图
在水溶液中单个的溶剂化的质子 的传导是通过一种质子传递机理， 随着质子从一个水分子传递给另 一个水分子，电流很快沿着氢键 被传导，而并不是质子本身从溶 液的一端迁移向另一端。OH-的 摩尔电导率也很大，传导机理与 上述类似，只是质子从水分子上 转移到OH-上而已。
这就称为Kohlrausch 离子独立移动定律。这样， 弱电解质的 可以通过强电解质的 或从表值上 Λm Λm 查离子的 求得。 Λm,+ ,Λ m,
电导率、摩尔电导率与浓度的关系
强电解质溶液的电导率随着浓度的 增加而升高。当浓度增加到一定程 度后，解离度下降，离子运动速率 降低，电导率也降低，如H 2SO4 和 KOH溶液。 中性盐由于受饱和溶解度的限制， 浓度不能太高，如KCl。 弱电解质溶液电导率随浓度变化不 显著，因浓度增加使其电离度下降， 粒子数目变化不大，如醋酸。
演示实验：不同溶液的导电性
由以上数据可以得到什么结论？溶液的导电性与哪 些因素有关？
电导测定的一些应用
（1） 检验水的纯度 纯水本身有微弱的解离
[H+ ] [OH ] 107 mol dm3
Λm (H2O)=5.5 102 S m2 mol1
这样，纯水的电导率应为
(难溶盐) (溶液) (H 2O) Λm (难溶盐)
c c
c
（4）电导滴定 在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率 也不断变化，利用电导率变化的转折点，确定滴 定终点。 电导滴定的优点是不用指示剂，对有色溶液 和沉淀反应都能得到较好的效果，并能自动纪录。
4、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，这时溶液所具有的 电导称为摩尔电导率 Λm
Λm
def
k kVm c
单位面积
m
c
1 c
Vm
Vm 是含有1 mol电解质的溶液 的体积，单位为 m3 mol1， c 是电解 3 质溶液的浓度，单位为 mol m 。
单位间距 单位立方体
电导率
摩尔电导率的位为 S m2 mol1
离子独立移动定律和离子的摩尔电导率
德国科学家Kohlrausch 根据大量的实验数据，发 现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离子独立移
动，不受其它离子影响，电解质的无限稀释摩尔电导
率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和
Λm Λ Λ m,+ m,
1 m 1
A l
长度 l
电导G
面积=A
单位长方体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电导率也就是电阻率的倒数：
电导率
(a)
l R A
k
1
电导率的定义
3、离子淌度
在电场作用下，溶液中的阴离子向阳极运动， 阳离子向阴极运动，其运动速度除与离子本 性及溶剂性质（如粘度）有关外，还与电位 梯度有关。 离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量， 是当电位梯度为1V/cm时的离子运动速度。
5.5 10
6
S m
1
普通蒸馏水的电导率约为
1103 S m1
事实上，水的电导率小于 1 104 S m1 就认为是 很纯的了，有时称为“电导水”，若大于这个数值，
那肯定含有某种杂质。
(2)计算弱电解质的解离度和解离常数 设弱电解质AB解离如下：
Λ = m Λm
c 2 Kc c 1 2 c Λm c 2 Λm c Λm Kc c Λ Λ Λ Λm m m Λ m 1
l 电导是电阻的倒数 R A
电导的单位为 1 或 电导
1 G R
U R , I
I G U
A G l
S
G
与导体的截面积成正比，与导体的
长度成反比
2、电导率（electrolytic conductivity） A A 因为 G G k l l 比例系数 k 称为电导率。 电导率相当于单位长度、 单位截面积导体的电导 电导率的单位是 S m1 或