液体导电度的测定预报01-国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系.doc

高雄應用科技大學 物理化學實驗預報 實驗題目: 液體導電度的測定 班級:四化材三甲 組別:第四組 學號:1100101120 姓名:陳依詠 指導老師:吳瑞泰 老師 目錄 一、實驗目的………………p.3 二、原理及相關知識……p.3~8 三、器材及藥品……………p.9 四、實驗步驟…………p.10~11 五、廢棄物處理……………p.11 六、參考文獻………………p.12 一、實驗目的 (1) 學習導電度計量測液體各種濃度的導電度之方法及其原理。 (2) 學習利用相關公式與各溶液濃度導電度求出其相應的比電導度(Ls)及當量電導度(Λ)。 二、實驗原理 導電度簡介[1] 電導係指物質讓電流通過之能力，固體中電流係藉電子傳導，溶液則由陰陽離子之移動而產生電流，因離子移動速率隨溫度升高而變快，故電導隨溫度升高而增加。水中電導經單位標準化後稱為導電度，導電度係一種加成性之水質參數，係代表水導電之能力。水中之電解質會解離成離子，而具有導電之功能，故導電度之大小為水中電解質含量多寡之指標。 (2) 導電度之單位與公式 水之電導(L)單位為姆歐(Ω, mho)，為電阻(R)之倒數。溶液所測之電導與電極之面積成正比，與電極距離成反比。即 其中Ls稱為比電導，由上式得知： (為電池常數，cell constant（電極板距離 / 電極板截面積）) 當量電導度(equivalent conductivity)以Λ(讀音Lambda)來表示，定義為兩電極板相距1cm，其間充以1克當量溶質之溶液電導度，故一般將其換算為面積1cm2，距離1cm之值，此即導電度，單位為姆歐／公分。即 (C：當量濃度) 水之導電度極小，一般均以微姆歐／公分(uΩ/cm，uS/cm)表示。 一般濃度低，當量電導越大，當 C=0 時髓對應的Λ∞稱為無限稀釋當量電導。弱電解質的無限稀釋當量電導，可以由柯爾勞希離子獨立遷移定律(Kohlrauschs Law of Independent Migration of Ions)求得。所謂柯爾勞希離子獨立遷移定律，是對弱電解質，當無限稀釋時電解質均完全解離，且其離子間之引力消失，每一離子之遷移與其共存之其他離子無關，而其對電解質之總當量電導之分擔為一定，依離子之本性而定但與其來源無關。由此定律任一電解質的Λ∞等於其成分離子當量電導之合(此時假設溫度與溶劑均相同)，即 式中為陽離子與陰離子在無限稀薄溶液的當量電導。 對於強電解質可依柯爾勞希(Kohlrausch)推測其稀薄溶液的性質 上式中b為常數。此強電解質之當量電導可外推至，由其截距可得到Λ∞值。或由曲線的斜率，由上式亦可求得Λ∞值。在水溶液中其電導度與其溶劑的介電常數(dielectric constant)有關。 導電性的測量，實際上是測量一電解溶液中離子的導電能力，相對於酸鹼度計（pH meter）只測量氫離子的濃度；導電度的測量則包括所有的離子，因凡為離子均能導電，只是程度上的不同而已。 液體的導電度是來自離子的移動，其導電度的大小則與下列因素有關： 1.溶液中離子的種類及濃度。 2.電極面的有效面積。 3.電極間的距離及電位差。 4.溶液的溫度。 若將以上的2、3、4因素固定，濃度即可由所測的電流換算而得。 電導度為其電阻的倒數，通常以姆歐（mho：Ω-1）為單位。Ω-1是指兩電極間施以1伏特（Volt）的電壓而造成1安培（Ampere）的電流而言，較稀釋或導電性較低的溶液則以百萬分之一姆歐（micro-mho：μΩ-1）為單位計量[2]。 溶液的導電既然來自離子的移動，溫度的變化必然會影響其導電性。一般而言，溶液溫度變化1℃，將產生約2％的誤差。若標準溫度為25℃，而溶液溫度為30℃，則儀器的指示將較實際者高約10％，儀器內設有手動溫度調整鈕提供校正補償，抵消因為溫度變化所產生的誤差。若裝有溫調探棒（Automatic Temperature Compensation probe：A.T.C probe），可自動校正因溫度變動所產生的偏差。 電導度計可用於溶液濃度的測定，因而可以利用來做溶解度測定、水純度測定、反應速率的測量及各種滴定的應用。 解離度[3] 在化學中解離度(dissociation degree)是電解質達到解離平衡時已解離的分子數和原有分子數的比值，反映了電解質的解離程度。 解離度常用希臘字母??表示，它與范特霍夫係數??具有如下關係： (n為解離出的離子數) 例子 KCl??K+?+ Cl- 此時，公式變為? 依數性質溶液的有些性質與溶質的本性無關，而只決定於濃度，亦即只依溶質的粒子數而定，這種性質稱為依數性質 例如：非揮發性溶質之稀薄溶液之蒸氣壓下降量(D P)、沸點上升(D Tb)、凝固點下降(D Tf)、滲透壓大小(π)均取決於溶質之粒