第七章 电化学电导率（物理化学课件）.ppt

1、7.3电导、电导率和摩尔电导率,下图所示实验清晰地显示出不同电解质溶液具有不同的导电性能:,纯水, 醋酸水溶液和铬酸钾稀溶液的导电性,2020/12/9,2,电导（electric conductance）,电导是电阻的倒数,电导 与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比，单位为 。,1. 定义,2020/12/9,3,均匀导体在均匀电场中的电导 G 与导体截面积 A 成正比, 与其长度 l 成反比, 即, 称为电导率,是电阻率的倒数,单位为Sm1,电导率（electrolytic conductivity）,电解质溶液的电导率是两极板面积A =1m2, 距离 l =1m时溶液的电导.,202

2、0/12/9,5,2020/12/9,6,摩尔电导率（molar conductivity）, m = / c,单位为S m2 mol-1,在表示电解质的摩尔电导率时, 应标明物质的基本单元.,例如，对 溶液，基本单元可选为 或 ，显然，在浓度相同时，含有1mol 溶液的摩尔电导率是含有1mol 溶液的2倍。即：,为了防止混淆，必要时在 后面要注明所取的基本单元。,2020/12/9,8,2.电导的测定,原理: 采用适当频率的交流电源, 利用惠斯顿电桥测量溶液的电阻.,I1R1 = I3 R3 Ix Rx =I4 R4 I1 =Ix ; I3 =I4 R1RxR3R4,2020/12/9,10

3、,K cell = l/A称为电导池常数, 单位m1.,电桥平衡时, R1RxR3R4,例2,2020/12/9,11,几种类型的电导池：,电导池电极通常用两个平行的铂片制成，为了防止极化，一般在铂片上镀上铂黑，增加电极面积，以降低电流密度。,随着电解质浓度c降低, 离子间引力减小, 离子运动速度增加,故摩尔电导率m增大。,3.摩尔电导率与浓度的关系,强电解质在低浓度时, m与c1/2成直线关系, 将直线外推至c = 0时, 可得极限摩尔电导率.,弱电解质的m在溶液很稀时由于解离度的增大而急剧增加, 因此对弱电解质不能外推求极限摩尔电导率.,4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率,（1）离子

4、独立运动定律,科尔劳施Kohlrausch根据大量实验事实总结出：,在无限稀释溶液中, 离子彼此独立运动, 每种离子的电导不受其它离子的影响, 它们对电解质的摩尔电导率都有独立的贡献. 因而电解质摩尔电导率为正、负离子摩尔电导率之和. 对电解质C+A ,C+A + Cz + A z,由此可计算弱电解质的极限摩尔电导率, 如:,2020/12/9,18,对强电解质C+A, C+A + Cz+ + A z,（2）无限稀释时离子的摩尔电导率,由实验求得电解质极限摩尔电导率以及离子的极限迁移数, 即可求出每种离子的极限摩尔电导率.,例如：,习惯上，将一个电荷数为zB的离子的1/ zB作为基本单元,离子

5、的摩尔电导率必须指明基本单元,2020/12/9,20,以醋酸的电离平衡为例:,CH3COOHH + + CH3COO c(1-) c c,5. 电导测定的应用,（1） 计算弱电解质的解离度及解离常数,弱电解质部分电离, 对电导有贡献的仅仅是已电离的部分。浓度越稀，已电离的离子越多。无限稀释时完全电离。,进而可求得解离常数K.,近似有：,2020/12/9,22,利用下式可求得难溶盐(S)的溶解度,c = (S) / m (S),（2） 计算难溶盐的溶解度,课本上312页例7.3.2很好，自己看懂, (溶液) = (S) + (水) (S) = (溶液) (水),难溶盐的电导率 (S)可由其饱

6、和水溶液的电导率(溶液)和同温下配制用水(水)的电导率求得:,难溶盐的摩尔电导率可近似地用其极限摩尔电导率代替:,2020/12/9,24,电导滴定用来测定溶液中电解质的浓度, 特别适用于溶液混浊或有颜色而不能用指示剂时. 在滴定过程中随着电解质离子浓度的变化, 溶液电导随之变化, 并在滴定终点时出现电导变化的转折点. 实验中电导值直接从电导仪读出.,（3） 电导滴定,2020/12/9,25,2020/12/9,26,用稀H2SO4滴定Ba(OH)2溶液, 随着BaSO4沉淀的生成, 溶液导电性越来越弱.,已知25, PbSO4(s)的溶度积 =1.60108. Pb2+ 和 SO42无限稀

7、释摩尔电导率分别为70104 Sm2 mol1和79.8104S m2 mol1. 配制此溶液所用水的电导率为 1.60104S m1. 试计算25PbSO4饱和溶液的电导率.,例7,(溶液) =(PbSO4) +(H2O),= (270 + 279.8)104 S m2 mol1 = 299.6104 Sm2 mol1,= 299.61041.26104103 Sm1 = 37.90104Sm1,(溶液) =(PbSO4) +(H2O) = (37.9+1.6)104 Sm1 = 39.5104 S m1,2020/12/9,29,0.1 moldm3 NaOH溶液的电导率是2.21S m1

8、. 加入与其等体积的0.1 mol dm3 HCl溶液时, 电导率下降为0.56 S m1. 再加入一份相同体积的0.1 mol dm3 HCl溶液后, 电导率增加到1.70 S m1. 计算: (1)NaOH的摩尔电导率; (2)NaCl的摩尔电导率; (3)HCl的摩尔电导率; (4)H3+O和OH离子的摩尔电导率之和.,例9,(1)m(NaOH) = / c = 221104 S m2 mol1 (2) 中和后得NaCl的浓度为0.05 mol dm3, m(NaCl) = 0.56/(0.05103)Sm2mol1 =112104 Sm2mol1,(3) 再加HCl, NaCl的浓度为 0.1/ 3mol dm3, 其电导率为:,HCl的浓度也为0.1/3mol dm3, 其