物理化学第三、四节电解质溶液的电导.ppt

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第三节、 电解质溶液的电导 一、电导 二、电导率 三、摩尔电导率 四、电导率和摩尔电导率的计算 五、摩尔电导率与浓度的关系 六、离子独立运动定律 一、电解质溶液的电导 * * 电导率?——电阻率的倒数 (一)电导 电导G——电阻的倒数,G=1/R 均匀导体的电导与导体的截面积A成正比,与导体的长度成反比。 电导的单位:S(西门子 )或??1(姆欧) (二)电导率 单位:S?m?1 物理意义:相距1 m、截面积为1 m2的两平行电极间放置1 m3电解质溶液时所具有的电导。 1m2 1m 一、电解质溶液的电导 (三)摩尔电导率 1. 定义:相距为1 m的两平行电极间放置含有1 mol电解质的溶液所具有的电导。 2. 符号:?m 3. 单位: 4.摩尔电导率与电导率的关系 1. c的单位为mol·m?3 2. 用?m比较不同类型电解质的导电能力时, 必须在荷电量相同的基础上进行。 注意: nB=1mol 1m 二、电解质溶液的电导测定 B K T ~ C R3 R4 A R1 Rx D S 利用惠斯通电桥,通过测定电解质溶液的电阻,可间接测得电解质溶液的电导G。 测定方法:先用已知电导率κ的溶液测得电阻R,然后将待测溶液置于同一电导池中,测其电阻R’,则待测溶液的电导率κ’为 三、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浓度的增大而升高,但浓度增加到一定程度后,溶液中正、负离子间的相互作用增大,使得离子的运动速率降低,电导率反而下降,在电导率与浓度的关系曲线上出现最高点。 弱电解质溶液浓度增大时,电离度减小,离子数目变化不大,电导率随浓度的变化不显著。 1. 电导率与浓度的关系 ? /S?m-1 c /mol?L-1 H2SO4 HCl KOH NaOH KCl NaCl HAc 一些电解质溶液的电导率与浓度的关系 2. 摩尔电导率与浓度的关系 三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 电解质溶液的摩尔电导率,随溶液的稀释而增加。对强电解质而言,当浓度达到极稀时,摩尔电导率接近一定值。 ?m与c之间符合经验关系: 是电解质的无限稀释摩尔电导率,可由直线外推法求得。弱电解质的?m与c之间不存在上述关系。 ?m/S?m2 ?mol-1 /(mol?L-1)1/2 电解质溶液的摩尔电导率 与浓度的关系 HCl H2SO4 NaCl HAc 四、离子独立运动定律 科尔劳许认为,在无限稀释的溶液中,离子间彼此独立运动,每一种离子对电解质溶液的导电都有恒定的贡献。因此,提出了离子独立运动定律 利用离子独立运动定律计算任意强、弱电解质的无限稀释摩尔电导率。 醋酸无限稀释摩尔电导率的求算 五、电解质溶液的电导测定应用 1. 测定水的纯度 水中离子杂质越少,电导率越小 自来水 ? = 10–1 S?m–1 普通蒸馏水 ? = 10–4 S?m–1 (符合药用要求) 电导水 ? = 10–6 S?m–1 极限 ? = 5.5?10–6 S?m–1 理论计算: 五、电解质溶液的电导测定应用 2. 弱电解质电离度和电离常数的测定 AB型弱电解质在溶液中的电离平衡 AB ?? A+ + B? 起始时: c 0 0 平衡时: c(1-?) c? c? 电离度: 电离平衡常数: 奥斯特瓦尔德(Ostwald)稀释定律: 五、电解质溶液的电导测定应用 3. 难溶盐溶解度的测定 由于难溶盐的溶解度很小,溶液可视作无限稀,摩尔电导率可以用无限稀释摩尔电导率代替。 又由于溶液极稀,水对溶液电导率的贡献不可忽略,必须将其减去才是难溶盐的电导率。

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