物理化学电子教案—第七章.ppt

物理化学电子教案—第八章 第八章 电解质溶液 §8.1 电化学中的基本概念和电解定律 正极、负极、 阴极、阳极 Faraday电解定律 荷电粒子基本单元的选取 Faraday电解定律的意义 §8.2 离子的电迁移率和迁移数 离子电迁移的规律： 离子的电迁移率和迁移数 离子迁移数的定义 2．界面移动法 3．电动势法 §8.3 电解质溶液的电导 电导、电导率、摩尔电导率 电导率的定义示意图 基本质点的选取 *电导的测定 电导池常数（cell constant） 电导率、摩尔电导率与浓度的关系 电导率与浓度的关系 摩尔电导率与浓度的关系 强电解质的 与 c 的关系 弱电解质的 与 c 的关系 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 电导测定的一些应用 §8.4 电解质的平均活度和平均活度因子 电解质的平均活度和平均活度因子 离子强度 §8.5 强电解质溶液理论简介 对任意价型电解质 定义： 离子平均活度（mean activity of ions） 离子平均活度因子（mean activity factor of ions） 离子平均质量摩尔浓度（mean molality of ions） 电导率的定义 摩尔电导率（molar conductivity） 在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率 是含有1 mol电解质的溶液 的体积，单位为 ， 是电解质溶液的浓度，单位为 。 摩尔电导率的位为 摩尔电导率示意图 摩尔电导率必须对应于溶液中含有1mol电解质，但对电解质基本质点的选取决定于研究需要。 例如，对 溶液，基本质点可选为 或 ，显然，在浓度相同时，含有1mol 溶液的摩尔电导率是含有1mol 溶液的2倍。即： 为了防止混淆，必要时在 后面要注明所取的基本质点。 说明： ① 一般情况下，取正、负离子各含1 mol 元 电荷作为电解质的物质的量的基本单元。 例如： 电解质的 导电能力 离子数目 离子价数 离子的迁移速率（uB) 溶液中离子的 总电荷数 对强电解质和无限稀释的弱电解质（全部电离） 对弱电解质（部分电离） ② cB的单位 ： mol m-3 ③ cB与Λm的物质的量的基本单元应一致 几种类型的电导池： 电导池电极通常用两个平行的铂片制成，为了防止极化，一般在铂片上镀上铂黑，增加电极面积，以降低电流密度。 电导测定的装置 电导测定实际上测定的是电阻，常用的Wheatstone电桥如图所示 AB为均匀的滑线电阻， 为可变电阻，并联一个可变电容 以便调节与电导池实现阻抗平衡，M为放有待测溶液的电导池， 电阻待测 I 是频率1000Hz左右的高频交流电源，G为耳机或阴极示波器。 接通电源后，移动C点，使DGC线路中无电流通过，如用耳机则听到声音最小，这时D，C两点电位降相等，电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就可求得待测溶液的电导。 电导池常数 单位是 因为两电极间距离 和镀有铂黑的电极面积 无法用实验测量，通常用已知电导率的KCl溶液注入电导池，测定电阻后得到 。然后用这个电导池测未知溶液的电导率。 强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。当浓度增加到一定程度后，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也降低，如 和KOH溶液。 弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著，因浓度增加使其电离度下降，粒子数目变化不大，如醋酸。 中性盐由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高，如KCl。 由于溶液中导电物质的量已给定，都为1mol，所以，当浓度降低时，粒子之间相互作用减弱，正、负离子迁移速率加快，溶液的摩尔电导率必定升高。 不同的电解质，摩尔电导率随浓度降低而升高的程度也大不相同。 是与电解质性质有关的常数 将直线外推至 随着浓度下降， 升高，通常当浓度降至 以下时， 与 之间呈线性关系。德国科学家Kohlrausch总结的经验式为： 强电解质的 与 c 的关系 得到无限稀释摩尔电导率 等稀到一定程度， 迅速升高 随着浓度下降， 也缓慢升高，但变化不大。 当溶液很稀时， 与 不呈线性关系 见 的 与 的关系曲线 弱电解质的 不能用外推法得到。 德国科学家Kohlrausch 根据大量的实验数据，发现了一个规律：在无