第三章电导率传感器及其初步应用

Λ Λ Λ m
m,+
m,
这就称为Kohlrausch 离子独立移动定律。这样，
弱电解质的 查离子的
可Λ以通过强电解质的
m
Λ Λ m,+
,
求得。 m,
或Λ从 表值上 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H2SO4 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。
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。
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。
难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为
Λ m
Λm
Λ 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的 m
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 c
Λ m
(难溶盐)
(难溶盐)
c
(溶液)
c
(H2O)
（4）电导滴定
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Leabharlann BaiduΛ m
Λ m
def
kVm
k c
Vm 是含有1 mol电解质的溶液
的体积，单位为 m3 mol1，c 是电解
质溶液的浓度，单位为 mol m3 。 单位面积
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
Λ m
(H2O)=5.5
10 2
S m2
mol1
这样，纯水的电导率应为 5.5106 S m1
普通蒸馏水的电导率约为 1103 S m1
单位截面积导体的电导
电导率的单位是 S m1 或
长度 l 面积=A
1 m1
单位长方体
电导率也就是电阻率的倒数：
R l
A
k 1
电导率
(a)
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。
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。
m
c
1 Vm c
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
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）
G 1 R
RU , I
电导是电阻的倒数 R l
G I U
G A
A
l
电导的单位为 1 或 S
电导 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）
因为 G A l
Gk A l
比例系数 k 称为电导率。
电导率相当于单位长度、 电导G A l
事实上，水的电导率小于 1104 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 =Λm
m
c 2
Kc
c
1
Kc
c c
ΛΛmm
2
Λ
1
Λ
m
Λ m
c Λ2
cm
Λ Λ Λm
m
m
（3）测定难溶盐的溶解度