内蒙古大学：《仪器分析化学》课程教学资源（PPT课件）第四章 电位与电导分析法 第三节 电导分析法原理

第四章 二 电解质溶液的基本性质 电位与电导 basic property of electrolyte solution 分析法 电解质溶液的电导与浓 度的送系 potentiometry and relationship between conductance conductometry and concentration 三、影响电导测量的因素 第三节 factors influenced on conducto metric measurement 电导分析法原理 四、电导测量与装置 conductometric measure and principle of devices conductometry 下一页 09:4

23:09:46 第三节 电导分析法原理 第四章 电位与电导 分析法 一、电解质溶液的基本性质 basic property of electrolyte solution 二、电解质溶液的电导与浓 度的关系 relationship between conductance and concentration 三、影响电导测量的因素 factors influenced on conducto￾metric measurement 四、电导测量与装置 conductometricmeasure and principle of devices conductometry potentiometry and conductometry

、电解质溶液的基本性质 basic property of electrolyte solution 导电性质：离子导电； 1.电导(G)、电导率()、摩尔电导率(Am) 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=K·A/I=K·KW 单位：西门子S,1S=121 电导率：K=I/p=KWA:G 电阻率的倒数单位：S.m1 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：KwA=l1A (A电极面积；1电极间距) 由标准KC1溶液的电导率（查表）确定电导率和电导池常数 230946

23:09:46 一、电解质溶液的基本性质 basic property of electrolyte solution 导电性质：离子导电； 1.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 电导率： =1 /  =K(l/A)  G 电阻率的倒数 单位：S  m-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)确定电导率和电导池常数

摩尔电导率（人m) 60 KOH 定义：距离为单位长度的两电极板间 40 KCI 含有单位物质的量的电解质的溶液的电导。 MgSO4 单位：Sm2.mo1 乙酸 10 15 不同浓度、不同类型电解质导电能力 电导率与物质的量浓度的关系 的比较。 400 右图中出现极大值的原因： KCI 300 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。两种因素 NaOH 200 相互制约。浓度大，相互作用力大。 AgNO3 100 无限稀释摩尔电厨： CHCOOH 0.5 1.0 An =Am-Avc 摩尔电导率与浓度C的变化关系 230946

23:09:46 单位：S m2  mol-1 不同浓度、不同类型电解质导电能力 的比较。 摩尔电导率(m) 定义: 距离为单位长度的两电极板间 含有单位物质的量的电解质的溶液的电导。 c Λ  m = Λ Λ A c m = m −  ( )  m 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。两种因素 相互制约。浓度大，相互作用力大。 无限稀释摩尔电导:

2.离子的电导与漂移速率 1)离子的电迁移率 电解质 离子在外加电场中受溶 剂阻力和电场力，平衡时， KCI 0.014986 以恒定的速率运动。离子 34.8×104 LiCl 0.011503 的漂移速率UB 单位电场强度下离子的 KNO: 0.01450 漂移速率：离子的电迁移率 34.9×104 LiNO: 0.01101 UB=UB /E KCI 0.014986 (2)离子独立运动定律 4.90×104 KNO3 0.01450 由右表数据可以得出 离子独立运动定律： LiCl 0.011503 4.90×104 m=m++4 LiNO 0.01101

2.离子的电导与漂移速率 (1)离子的电迁移率 离子在外加电场中受溶 剂阻力和电场力，平衡时， 以恒定的速率运动。离子 的漂移速率B。 单位电场强度下离子的 漂移速率:离子的电迁移率 uB= B /E (2)离子独立运动定律 由右表数据可以得出 离子独立运动定律：   +  Λm =Λm, +Λm,- 电解质   Λm KCl 0.014986 LiCl 0.011503 KNO3 0.01450 LiNO3 0.01101 KCl 0.014986 KNO3 0.01450 LiCl 0.011503 LiNO3 0.01101  Λm 34.810-4 34.9 10-4 4.90 10-4 4.90 10-4

(3)离子的电导 离子 4×104 溶液的总电导：G-∑cMmi K+ 73.52 弱电解质（乙酸）溶液的心m Na+ 50.11 Am (NaOAc)=Am(Na+)+1m(OAc) L计 38.69 Am (HCI)=Am(H)+4m(CI) H+ 349.82 1A%m (NaCI)=A%m (Na)+Am(CI) Ag 61.92 1m (HOAc)=1m(H+)+1m(OAc) C 76.34 =1%m(NaOAc)+1%m (HCI)-Am (NaCl) Br 78.4 H、L计、Na+、K+在溶液中的 运动速度大小顺序？ OH 198 230946

23:09:46 (3)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 Λm 104 K+ 73.52 Na+ 50.11 Li+ 38.69 H+ 349.82 Ag+ 61.92 Cl- 76.34 Br- 78.4 OH- 198 H+ 、 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)

电解质溶液的电导与浓度的关系 relationship between conductance and concentration Am=Mm-A√c = 8.20×105 =1-(A1+B)vc D:介电常数 7:介质的黏度 T:绝对温度 230946

23:09:46 二、 电解质溶液的电导与浓度的关系 relationship between conductance and concentration Λ AΛ B c c D T Λ D T Λ Λ Λ A c m m m m m m ( ) ( ) 82.5 ( ) 8.20 10 3/ 2 1/ 2 5 = − +         +  = − = −       D:介电常数 :介质的黏度 T:绝对温度

松弛效应与Wien效应 (1)离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程 离子氛：中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围形 成球状。 运动过程：是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛生成和消失的时间：离子氛松弛时间 (2)不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用 松弛效应（不对称效应），系数A (3)溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用：电泳效应， (4) 高强度电场中电导增大的现象，Wien效应。为什么？ (5 、 高频交流电场，电导随频率变化的现象： 迪拜夫肯汉根效应 230946

23:09:46 松弛效应与Wien效应 （1）离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程 离子氛：中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围形 成球状。 运动过程：是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛生成和消失的时间：离子氛松弛时间 （2）不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用 松弛效应(不对称效应)，系数A （3）溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用：电泳效应, （4）高强度电场中电导增大的现象，Wien效应。为什么？ （5）高频交流电场，电导随频率变化的现象： 迪拜-夫肯汉根效应

三、影响电导测量的因素 factors influenced on conducto-metric measure 1.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%。 4,=4m25(0.5+0.02) 2.溶剂的影响 25。C蒸馏水电导率：0.8~1.0uS·cml 进一步纯化后电导率：0.03~0.06uS·cm1 制备高纯水需要采用石英容器，亚沸蒸馏法。 230946

23:09:46 三、影响电导测量的因素 factors influenced on conducto-metric measure 1.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%。 (0.5 0.02 ) ,25 c , Λ Λ o t m t m = +   2. 溶剂的影响 25 °C 蒸馏水电导率：0.8~1.0 S·cm-1 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

四、电导测量与装置 conductometric measurement anddevices 1.装置 (1)电极 铂电极：铂片。面积，距离固定。 光亮铂电极： 铂黑电极：表面覆盖一层细小铂粒， 减小极化。 池常数测定：已知标准KCI溶液的电 导率 (2)电导池 (避免测量过程中温 度变化) (3)电导仪 图2惠新通电桥 230946

23:09:46 四、电导测量与装置 conductometric measurement anddevices 1.装置 （1）电极 铂电极：铂片。面积，距离固定。 光亮铂电极： 铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒, 减小极化。 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） （3）电导仪

2.电导测量 (1)直流电导与交流电导 电极极化引起误差 交流电导可以减小极化引起的误差 （2)四电极测量系统 测量电极 运载电极 2309:46

23:09:46 2. 电导测量 （1）直流电导与交流电导 电极极化引起误差 交流电导可以减小极化引起的误差 （2）四电极测量系统