电导分析法原理-zhu

第三节电导分析法原理第二章

电位与电导分析法一、电解质溶液的基本性质

basicpropertyofelectrolytesolution

二、电解质溶液的电导与浓度的关系relationshipbetweenconductanceandconcentration

三、影响电导测量的因素factorsinfluenced

on

conducto-metricmeasurement四、电导测量与装置conductometricmeasurementanddevicesprincipleofconductometrypotentiometryandconductometry2024/11/281、导电性质：离子导电

电解质溶液在外电场的作用下，由于离子移动而导电，正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移.（金属导体是通过导体中电子的移动来导电）。当两个铂电极插入电解质溶液中，并在两电极上加一定的电压，此时就有电流流过回路。电流是电荷的移动，在金属导体中仅仅是电子的移动，而在电解质溶液中由正离子和负离子向相反方向的迁移来共同形成电流。

一、电解质溶液的基本性质basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

电导法是研究电解质溶液导电现象及其规律性的电化学分析方法。通过测定溶液的电导而求得溶液中电解质浓度的方法称为电导分析法(conductometricanalysis)。

由于一种溶液的电导是其中所有离子电导之和，由各种阴阳离子共同所引起的，因此电导测量只能用来估算离子总量，而不能区分和测定单个离子的种类和数量。一、电解质溶液的基本性质basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

2.电导(G)

、电导率(

)

、摩尔电导率(

m)

电导：衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的倒数。

G=1/R=A/l=

/K(l/A)

单位：西门子S，1S=1

-1

对于一个均匀的导体来说，它的电阻或电导是与其长度和截面积有关的．为了便于各种导电体和导电能力的比较，类似于电阻率提出了电导率的概念。电导率：

=1/=K(l/A)

G

电阻率的倒数

单位：Sm-1

两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。电导池常数：K(l/A)

=l/A(A电极面积;l电极间距)

由标准KCl溶液的电导率(查表)确定电导和电导池常数.一、电解质溶液的基本性质basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

单位：S·m2·mol-1

。

c(mol/l)为溶液的浓度．摩尔电导率(

m)

---比较各种电解质导电的能力定义:距离为单位长度（1m）的面积相等的两电极板间含有单位物质的量（1mol

）的电解质的溶液的电导。不同浓度、不同类型电解质导电能力的比较。右图中出现极大值的原因：

电导率的大小与溶液中离子数目和离子自由运动能力有关。

随着溶液浓度的增大，单位体积内的离子数目增大，使溶液的电导随之增大，但当浓度增大到一定值时，因为离子间相互作用力加强，或者是电解质离解度降低，导致电导率下降:2024/11/28

例：某电导池内装有两个直径为4.00厘米、相互平行的银电极。电极之间的距离为12.00厘米。若在电导池内充以0.10mol的AgNO3溶液，并施加20伏的电压。测得的电流强度为0.1976安。试计算：（1）该溶液的电导。（2）电导池常数。（3）0.1mol的AgNO3溶液的电导率和摩尔电导率。解（1）G=1/R=I/V=0.1976/20=0.00988（S

）

（2）电导池常数：（3）电导率=K(l/A)

G=0.955*0.00988=0.00944（S•cm-1）摩尔电导率2024/11/28二、电解质溶液的电导与浓度的关系

relationshipbetweenconductanceandconcentration

D:介电常数

:介质的黏度T:绝对温度在很稀溶液中：Kohlrausch经验公式2024/11/28二、电解质溶液的电导与浓度的关系

relationshipbetweenconductanceandconcentration2024/11/28离子的电导溶液的总电导：G=

ci

m,i弱电解质(乙酸)溶液的

m离子104K+73.52Na+50.11Li+38.69H+349.82Ag+61.92Cl-76.34Br-78.4OH-198H+、Li+、Na+、K+在溶液中的运动速度大小顺序？

m(NaOAc)=

m(Na+)+

m(OAc-)

m(HCl)=

m(H+)+

m(Cl-)

m(NaCl)=

m(Na+)+

m(Cl-)

m(HOAc)=

m(H+)+

m(OAc-)=

m(NaOAc)+

m(HCl)-

m(NaCl)

2024/11/281.温度的影响

温度升高，粘度降低，电导增大。每升高1度，约增加2%。2.溶剂的影响

水的纯度—水为溶剂。

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C蒸馏水电导率：0.8~1.0

S·cm-1

,普通蒸馏水中杂质：CO2、NH3、微量Na+等。进一步纯化后电导率：0.03~0.06

S·cm-1

制备高纯水需要采用石英容器,亚沸蒸馏法。三、影响电导测量的因素factorsinfluencedonconductometricmeasurement2024/11/281.装置（1）电极铂电极：铂片。面积，距离固定。光亮铂电极：当溶液电阻较大时使用；铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒,减小极化。溶液浓度较大时宜用。池常数测定:已知标准KCl溶液的电导率（2）电导池（避免测量过程中温度变化）：将两个大小相同的电极和一适当的容器组合起来就构成一个电导池。（3）电导仪四、电导测量与装置conductometricmeasurementanddevices2024/11/282.电导测量

电导是电阻的倒数，因此测量溶液的电导也就是测量它的电阻。

测量方法：直流电导与交流电导（根据所用电源不同）经典的测量电阻的方法是采用wheatstone(韦斯顿)电桥法，其装置见图。电源是一个电压为6—10V的交流电。

可调电阻R1和R2组成比例臂，R3为精密可调电阻，待测溶液置于有两个铂电极的电导池中，电阻为Rx。通电，调节R1/R2和R3（主要是R3）至电桥平衡，使示波器读数为0，则Rx=R3*R1/R22024/11/28

在测量低电阻时，为了防止极化现象，采用1000~2500HZ的高频电压也就是高频滴定法

现在使用的电导仪一般采用电阻分压原理，电路图如右E