为什么要引入摩尔电导率 - 大学化学 - 北京大学.PDF

第 20卷 　第 5期 2005年 10 月 为什么要引入摩尔电导率 陈平初 　李武客 (华中师范大学化学学院　武汉 430079) 　　摘要 　电导率和摩尔电导率都是电解质溶液导电能力的量度 。为什么要引入摩尔电导率 ? 这是初学者常产生的疑惑 。明确理解这一问题 ,对准确掌握摩尔电导率的概念很有帮助 。 　　电化学装置中的电解质溶液有两个基本的作用 ,一是通常参与电极反应 ,二是传递电荷构 成回路 。因此有必要研究电解质溶液的导电性能 。 3 κ ρ 　　电导率 为电阻率 的倒数 ,等于相距为 1m ,体积为 1m 的溶液的电导 ,它是电解质溶液 ( ) κ 第二类导体 导电能力的量度 。对比电阻率是第一类导体导电能力的量度 , 电导率 的概念 很容易理解 。 　　摩尔电导率 Λ是含有 1mo l 电解质的溶液置于相距为 1m 的两个平行电极板之间所具有 m 的电导 。也是电解质溶液导电能力的量度 。有了电导率 ,为什么还要定义相对较为复杂的摩 尔电导率呢 ?[ 1, 2 ] 　　浓度是溶液最基本的表征 , 电解质溶液的导电 能力与溶液浓度的关系是人们关心的问题 。同一种 溶液 ,其浓度不同电导率就不同 ,其关系如图 1。 κ 　　图 1中的 c 曲线有一极值点 ,即函数的增减性 ( 非单调 ,说明有矛盾的因素起作用 。 凡是曲线如图 者 ,均为有对立的矛盾在起作用 ,这一对矛盾中的主 要矛盾方面决定着曲线的升降 ,在最高点或最低点 ) 的前后 ,这一对矛盾的主要矛盾方面发生逆转 。 　　电解质溶液中 ,决定导电能力强弱的因素有两 ( ) 个 ,即电荷的多寡和电荷移动的快慢 。对 强 电解 质来说 ,浓度增大 ,一方面单位体积中的导电离子增 图 1　电导率随溶液浓度的变化 多 ,导电能力增强 ;另一方面 ,离子间的间距随浓度增大而减小 ,离子间相互作用力增大 ,离子 迁移速率下降 ,导电能力减弱 。浓度较低时 ,前者为矛盾的主要方面 , 曲线上升 ;而浓度较高 时 ,后者起主要作用 , 曲线下降。故曲线出现转折 。 　　而摩尔电导率与溶液浓度的关系却是单调的。其关系如图 2。 ( 　　对完全电离的强电解质来说 ,摩尔电导率的定义在决定导电能力强弱的两个因素 电荷 ) 的多寡和电荷移动的快慢 中已限定了一个 。规定溶质为 1mo l, 即规定了电荷的多寡 ,随浓度 变化的仅为离子迁移速率 ,浓度增大 ,离子迁移速率减小 ,摩尔电导率下降。 　　对部分电离的弱电解质来说 ,因溶液恒稀 ,离子间相互作用力恒弱 ,离子迁移速率几乎不随 38 图 2　摩尔电导率随溶液浓度的变化 　 浓度变化 ,浓度增大 ,电离度下降,溶质总量已规定为 1mol,故导电离子减少 ,摩尔电导率下降。 　　函数关系的单调性有利于讨论和比较不同类型不同浓度的电解质溶液的导电性能 。 参 　考 　文 　献 1　韩德刚 ,高执棣 ,高盘良. 物理化学. 北京 :高等教育出版社 , 200 1 2　陈平初 ,詹正坤 ,万洪文. 物理化学解题指南. 北京 :高等教育出