电导分析法课件

电导分析法（补充）电导分析法（补充）1一、概述电导：在外电场作用下，电解质溶液中的正负离子以相反的方向移动，这种现象叫电导。定义：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。影响因素：电导是电阻的倒数，溶液的导电能力与溶液中正负离子的数目、离子所带的电荷数、离子在溶液中的迁移速度等因素有关。电导分析的依据：根据溶液电导的变化来指示溶液中离子浓度的变化。电导分析法的分类：电导法和电导滴定法。

一、概述电导：在外电场作用下，电解质溶液中的正负离子2电导分析法有极高的灵敏度。由于溶液的电导并不是某一个离子的特性，溶液的电导是存在于溶液中所有各种离子单独电导的总和，只能测量离子的总量，而不能

鉴别和测定某离子及其含量，因此其选择性很差。此方法主要用于监测水的纯度、大气中有害气体（如SO2、CO2和HF等）以及某些物理常数的测定等。

电导分析法有极高的灵敏度。3二、电导分析法的基本原理（一）电导和电导率电解质溶液的电导能力用电导G来表示，电导是电阻R的倒数。服从欧姆定律ρ为电阻率，单位为欧姆厘米Ω·cmA—为导体截面积(单位为cm2)L—为导体长度(单位为cm)κ为电导率,电阻率的倒数,单位西门子每厘米S·cm-1单位：西门子S二、电导分析法的基本原理（一）电导和电导率ρ为电阻率，单位为4电导率κ的物理意义：相当于长度为1cm，截面积为1cm2的导体的电导。对于电解质溶液，其电导率则相当于1cm3的溶液在距离为1cm的两电极间所具有的电导。对一定的电导电极，面积A与电极间距离L一定，L/A为定值，称为电导池常数，用θ表示电导率κ的物理意义：相当于长度为1cm，截面积为1cm2的5电导率κ与电解质溶液的浓度与性质有关。（1）在一定范围内，离子的浓度愈大，电导率愈大。（2）离子的迁移速度愈快，电导率愈大（3）离子的价数愈高，电导率愈大当外部条件固定时，对于同一电解质(2)(3)点是确定的，电导取决于溶液的浓度。

电导率κ与电解质溶液的浓度与性质有关。6（二）摩尔电导和无限稀释电导摩尔电导是含有1mol电解质的溶液在距离1cm的两电极间所具有的电导.m摩尔电导规定了电解质的物质的量，而不管体积大小

m为摩尔电导S·cm2mol-1（二）摩尔电导和无限稀释电导摩尔电导是含有1mol电解质的溶7电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增大，当溶液无限稀释时，摩尔电导达一极限值，此值称为无限稀释摩尔电导，用λ°m表示。电解质溶液无限稀释摩尔电导是溶液中所有离子无限稀释摩尔电导总和。λοm=λοm++λοm-

①λοm+表示正离子无限稀释离子电导②λοm-表示负离子无限稀释离子电导

在一定温度和溶剂下，λοm为一定值。该值在一定程度上反映了个离子导电能力的大小。电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增大，当溶液无限稀释时8下面是一些常见离子在水溶液的无限稀释摩尔电导（25ºC）阳离子λοm+阴离子λοm-H+349.8OH-197.6Na+50.11Cl-76.34K+73.52Br-78.3Mg2+53.06SO42-80.0从表中可以看到H+、OH-的λοm特别大。下面是一些常见离子在水溶液的无限稀释摩尔电导（25ºC）阳9（三）电导与电解质溶液浓度的关系电极一定，温度一定的电解质溶液，λm和θ均为定值,所以G=KcG=Kc仅适用于稀溶液，在浓溶液中，由于离子间相互作用，使电解质溶液电离度小于100％。λm不为常数，G与c不呈线性关系。（三）电导与电解质溶液浓度的关系电极一定，温度一定的电解质溶10三、溶液电导的测量电导是电阻的倒数，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

电导池是有两个电导电极构成。电导电极一般由两片平行的铂制成的三、溶液电导的测量电导是电阻的倒数，因此测量电导实际上就是测11测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶液。在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象，这时不宜用光亮铂电极。2．电导仪电导仪是用于测量溶液电导的专用仪器，商品电导仪的型号有很多，根据其作用可分为平衡电桥式和直读式两大类。

若要求用电导率表示，根据下式进行换算测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用12四、电导分析法及应用（一）电导法直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法，叫做电导法。电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产中某些中间流程的控制及自动分析强电解质溶液总浓度的测定，土壤,海水的盐度四、电导分析法及应用（一）电导法电导法主要应用131、水质监测工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室用水等都需要对水的质量指标作监测。水的电导率是反映水质的很重要的一个指标。它反映了水中电解质的总含量——可溶性的无机盐类。但一些非导电物质，如有机物、细菌、藻类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映出来。

1、水质监测工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室141、水质监测水的类型自来水普通蒸馏水离子交换水电导率(κ/s·cm-1)5.26×10-4（～10-4）2.9×10-6（～10-6）5×10-7（～10-7）1、水质监测普通离子152．大气监测由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2

、CO、CO2及NXOY等。可利用气体吸收装置，将这些气体通过一定的吸收液，利用反应前后电导率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高，操作简单，并能获得连续读数，因而在环境监测中广泛应用.例：大气中SO2的测定，SO2气体用H2O2吸收，SO2被H2O2氧化为H2SO4后电导率增加，由此可计算出大气中SO2的含量。SO2+H2O2→H2SO4+H2O

可用此法测定大气中HCl、HF、CO2等气体。大气污染物测定,吸收后测量电导变化2．大气监测由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2、C16（二）电导滴定法电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点，滴定剂与溶液中待测离子反应生成水，沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在化计点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点。（二）电导滴定法电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确17酸碱滴定曲线：电导滴定常用于稀酸、弱酸、混合酸等的测定。电导滴定酸碱滴定曲线：电导滴定181．

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-

H+余+Na++Cl-+H2O滴定前

化计点前

Na++Cl-+H2O

Na++Cl-+OH-化计点

化计点后NaOHNaOHNaOH摩尔电导H+＞OH-＞Na+1．

强酸强碱的滴定如用NaOH滴定HCl，反应为NaOH19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，得电导滴定曲线。滴定前,只有H+和Cl-,随着NaOH的加入,Na+20

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。

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21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。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222.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2.弱酸(或弱减)的滴定如NaOH滴定弱酸232.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2.弱酸(或弱减)的滴定以NaOH滴定HAc为例,反应为：24GVNaOH曲线的转折点为计量点GVNaOH曲线的转折点为计量点25电导分析法（补充）电导分析法（补充）26一、概述电导：在外电场作用下，电解质溶液中的正负离子以相反的方向移动，这种现象叫电导。定义：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。影响因素：电导是电阻的倒数，溶液的导电能力与溶液中正负离子的数目、离子所带的电荷数、离子在溶液中的迁移速度等因素有关。电导分析的依据：根据溶液电导的变化来指示溶液中离子浓度的变化。电导分析法的分类：电导法和电导滴定法。

一、概述电导：在外电场作用下，电解质溶液中的正负离子27电导分析法有极高的灵敏度。由于溶液的电导并不是某一个离子的特性，溶液的电导是存在于溶液中所有各种离子单独电导的总和，只能测量离子的总量，而不能

鉴别和测定某离子及其含量，因此其选择性很差。此方法主要用于监测水的纯度、大气中有害气体（如SO2、CO2和HF等）以及某些物理常数的测定等。

电导分析法有极高的灵敏度。28二、电导分析法的基本原理（一）电导和电导率电解质溶液的电导能力用电导G来表示，电导是电阻R的倒数。服从欧姆定律ρ为电阻率，单位为欧姆厘米Ω·cmA—为导体截面积(单位为cm2)L—为导体长度(单位为cm)κ为电导率,电阻率的倒数,单位西门子每厘米S·cm-1单位：西门子S二、电导分析法的基本原理（一）电导和电导率ρ为电阻率，单位为29电导率κ的物理意义：相当于长度为1cm，截面积为1cm2的导体的电导。对于电解质溶液，其电导率则相当于1cm3的溶液在距离为1cm的两电极间所具有的电导。对一定的电导电极，面积A与电极间距离L一定，L/A为定值，称为电导池常数，用θ表示电导率κ的物理意义：相当于长度为1cm，截面积为1cm2的30电导率κ与电解质溶液的浓度与性质有关。（1）在一定范围内，离子的浓度愈大，电导率愈大。（2）离子的迁移速度愈快，电导率愈大（3）离子的价数愈高，电导率愈大当外部条件固定时，对于同一电解质(2)(3)点是确定的，电导取决于溶液的浓度。

电导率κ与电解质溶液的浓度与性质有关。31（二）摩尔电导和无限稀释电导摩尔电导是含有1mol电解质的溶液在距离1cm的两电极间所具有的电导.m摩尔电导规定了电解质的物质的量，而不管体积大小

m为摩尔电导S·cm2mol-1（二）摩尔电导和无限稀释电导摩尔电导是含有1mol电解质的溶32电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增大，当溶液无限稀释时，摩尔电导达一极限值，此值称为无限稀释摩尔电导，用λ°m表示。电解质溶液无限稀释摩尔电导是溶液中所有离子无限稀释摩尔电导总和。λοm=λοm++λοm-

①λοm+表示正离子无限稀释离子电导②λοm-表示负离子无限稀释离子电导

在一定温度和溶剂下，λοm为一定值。该值在一定程度上反映了个离子导电能力的大小。电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增大，当溶液无限稀释时33下面是一些常见离子在水溶液的无限稀释摩尔电导（25ºC）阳离子λοm+阴离子λοm-H+349.8OH-197.6Na+50.11Cl-76.34K+73.52Br-78.3Mg2+53.06SO42-80.0从表中可以看到H+、OH-的λοm特别大。下面是一些常见离子在水溶液的无限稀释摩尔电导（25ºC）阳34（三）电导与电解质溶液浓度的关系电极一定，温度一定的电解质溶液，λm和θ均为定值,所以G=KcG=Kc仅适用于稀溶液，在浓溶液中，由于离子间相互作用，使电解质溶液电离度小于100％。λm不为常数，G与c不呈线性关系。（三）电导与电解质溶液浓度的关系电极一定，温度一定的电解质溶35三、溶液电导的测量电导是电阻的倒数，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

电导池是有两个电导电极构成。电导电极一般由两片平行的铂制成的三、溶液电导的测量电导是电阻的倒数，因此测量电导实际上就是测36测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶液。在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象，这时不宜用光亮铂电极。2．电导仪电导仪是用于测量溶液电导的专用仪器，商品电导仪的型号有很多，根据其作用可分为平衡电桥式和直读式两大类。

若要求用电导率表示，根据下式进行换算测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用37四、电导分析法及应用（一）电导法直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法，叫做电导法。电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产中某些中间流程的控制及自动分析强电解质溶液总浓度的测定，土壤,海水的盐度四、电导分析法及应用（一）电导法电导法主要应用381、水质监测工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室用水等都需要对水的质量指标作监测。水的电导率是反映水质的很重要的一个指标。它反映了水中电解质的总含量——可溶性的无机盐类。但一些非导电物质，如有机物、细菌、藻类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映出来。

1、水质监测工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室391、水质监测水的类型自来水普通蒸馏水离子交换水电导率(κ/s·cm-1)5.26×10-4（～10-4）2.9×10-6（～10-6）5×10-7（～10-7）1、水质监测普通离子402．大气监测由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2

、CO、CO2及NXOY等。可利用气体吸收装置，将这些气体通过一定的吸收液，利用反应前后电导率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高，操作简单，并能获得连续读数，因而在环境监测中广泛应用.例：大气中SO2的测定，SO2气体用H2O2吸收，SO2被H2O2氧化为H2SO4后电导率增加，由此可计算出大气中SO2的含量。SO2+H2O2→H2SO4+H2O

可用此法测定大气中HCl、HF、CO2等气体。大气污染物测定,吸收后测量电导变化2．大气监测由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2、C41（二）电导滴定法电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点，滴定剂与溶液中待测离子反应生成水，沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在化计点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点。（二）电导滴定法电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确42酸碱滴定曲线：电导滴定常用于稀酸、弱酸、混合酸等的测定。电导滴定酸碱滴定曲线：电导滴定431．

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-

H+余+Na++Cl-+H2O滴定前

化计点前

Na++Cl-+H2O

Na++Cl-+OH-化计点

化计点后NaOHNaOHNaOH摩尔电导H+＞OH-＞Na+1．

强酸强碱的滴定如用NaOH滴定HCl，反应为NaOH44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