电导、电导率和摩尔电导

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比如∧m(MgCl2)=0.0288 S·m2·mol-1
基本单元是MgCl2分子，即将含有1 mol MgCl2分子 的电解质溶液置于相距1m平行电极之间时的电导。
∧m(1/2MgCl2)=0.0144 S·m2·mol-1
基本单元是1/2MgCl2分子，即将含有 1 mol 1/2MgCl2分子的电 解质溶液置于相距 1 m 平行电极 之间时的电导。
解：(1) 电导池常数
Kcell=l/As=(KCl).R(KCl)=(0.276882.4)m-1=22.81m-1
(2) 0.0025 mol/dm3 的K2SO4溶液的电导率
(K2SO4)= Kcell /R(K2SO4)=(22.81/326.0) Sm-1=0.06997Sm-1
0.0025 mol/dm3 的K2SO4的溶液的摩尔电导率
(1)科尔劳施离子独立运动定律
25ºC时，一些电解质在无限稀释时的摩尔电导 率的实验数据如下:
m
(KCl)
0.01499
SFra Baidu bibliotek
m2
mol1
m
(LiCl)
0.01150
S
m2
mol1
m
(KNO3
)
0.01450
S
m2
mol1
m
(LiNO3
)
0.01101
S
m2
mol1
Kohlrausch 发现： （1）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
测得了电解质溶液的电导，便可进一步测定电解质溶液的电
导率。
G A
l
G l
A
电极间距离 电极截面积
每个电导池 l /A 均为定值。
令
K c e ll
l A
称为电导池系数
G
Kcell
1 R
Kcell
但电导池常数通过直接测量不易得到准确的结果，往往用已 知电导率的标准电解质溶液（通常为一定浓度的KCl溶液）来间 接测量。方法是将KCl溶液装入电导池，利用惠斯通电桥测定其 电阻
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电解质溶液的κ： 相距为1m, 面积
为1m2的两个平行 板电极之间充满电 解质溶液时的电导。
(3) 摩尔电导率Λm:
1mol电解质在电极间距 1m的溶液中的导电能力： 设浓度为c (mol / m3)
m / c
(单位为S. m2.mol-1)
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
m
c
注意：摩尔电导率必须对应于溶液中含有1mol电解 质，但对电解质基本质点的选取决定于研究需要。 为了防止混淆，必要时在后面要注明所取的基 本质点。
Λm Λm A c
0.02
Λm 无限稀释时的摩尔电导率 0.01 A 常数
NaOH AgNO3
将直线外推至c→0得到
m
0.5 1.0 1.5
c / (mol·dm-3)1/2
图7.7 强电解质溶液摩尔电导率
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弱电解质
随着浓度下降，m也缓慢
升高，但变化不大。当溶
液很稀时，m与 c 不呈
线性关系，当稀释到一定
程度，m迅速升高。故其 极限摩尔电导率Λm无法
用外推法求得。（由后面 讨论的离子独立运动定律
解决Λm）
Λm/S·m2·mol-1
0.04
0.03
0.02
0.01 CH3COOH
0.5 1.0 1.5
c / (mol·dm-3)1/2
图7.8 弱电解质溶液摩尔电导率
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4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率
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接通电源后，选择一定的电阻R1，移动C点，使DC
线路中无电流通过,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。
当T＝0时：
VAD = VAC , I1R1 = I2R3
I1
VDB=VCB , I1Rx = I2R4
I2
R1 R3 Rx R4
Rx
R4 R3
R1
(2). 电导率的测定
(KCl) G(KCl) l 1 l
A R(KCl) A
已知
测得
可求
∴ Kcell (KCl ) R(KCl )
例7.3.1 25℃时在一电导池中盛以浓度为0.02 mol/dm3
的KCl溶液，测得其电阻为82.4Ω。若在同一电导池中 盛以浓度为0.0025 mol/dm3的K2SO4溶液，测得其电阻 为326.0Ω。已知25℃时0.02 mol/dm3的KCl溶液的电导 率为0.2768 S/m 。试求：(1) 电导池常数；(2)0.0025 mol/dm3 的K2SO4溶液的电导率和摩尔电导率。
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。
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由离子独立运动定律可得到如下几点结果：
m(K2SO4)= (K2SO4)/c=(0.06997/2.5)=0 .02799 S·m2 ·mol-1
3.摩尔电导率与浓度的关系
Λm/S·m2·mol-1
科尔劳施（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
0.04
HCl
平方根成直线关系，即
0.03
m (KCl ) m (LiCl ) m (KNO 3 ) m (LiNO 3 )
（2）具有相同阳离子的氯化物和硝酸盐的Λm 之差为一常数，与阳离子的性质无关
m (KCl ) m (KNO 3 ) m (LiCl ) m (LiNO 3 )
离子独立运动定律 在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受
2.电导、电导率的测定
(1) 电导的测定
I为交流电源，AB为均匀的滑线
电阻，R1为电阻箱电阻，Rx待测
电阻，T为检流计,R3、R4分别为 AC、CB段的电阻，K为用以抵消
电导池电容的可变电容器,
I1
I2
所要强调的是要用交流电源
进行测定，不能用直流电源，否
则将会由于不断的电极反应，改
变溶液的浓度而改变电导值。
电导G与导体的截面积成正比，与长度成反比，即
G A l
A
2
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
(2)电导率（electrolytic conductivity）
G A
l
电导率：比例系数，相当于单位长度、单位截面
积导体的电导。
单位： S∙m-1 电导率为电阻率的倒数：
单位长度
l
R l
A
1
单位面积A
图7.3 电导率示意图
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
➢电导、电导率、摩尔电导率的定义 ➢电导的测定 ➢摩尔电导率与浓度的关系 ➢离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 ➢电导测定的一些应用
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§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
1.定义 (1)电导（electric condutance）
电导是电阻的倒数
G 1
l
R
单位：Ω-1或 S