物理化学课件：§7.3电导、电导率和摩尔电导率.ppt

1、17.3 电导、电导率和摩尔电导率电导、电导率和摩尔电导率1. 定义定义 (1) 电导电导G 和和 电导率电导率G：单位为单位为S ( 1S=1-1) ：单位截面积、单位长度的导体的电导单位截面积、单位长度的导体的电导 RG1lAGS22电解质溶液的电解质溶液的 ： 相距为相距为1m, 面积为面积为1m2的两个平行板电极之的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电间充满电介质溶液时的电导。导。1m21m(2) 摩尔电导率摩尔电导率m:1mol电解质溶液导电能力，即单位浓度下的电导率：电解质溶液导电能力，即单位浓度下的电导率：(单位为单位为S. m2.mol-1)cm/3Kcell = l/A称为

2、称为电导池常数电导池常数, 单位单位m1.2.电导的测定电导的测定原理原理: 采用适当频率的交流电源采用适当频率的交流电源, 利用惠斯顿电桥测量溶液的电阻利用惠斯顿电桥测量溶液的电阻.电桥平衡时电桥平衡时, R1RxR3R4ABCTIRxDR1K测定溶液电阻的惠斯顿电桥测定溶液电阻的惠斯顿电桥R3R41431RRRRGxx cell11KRAlRAlGxxx 得得电电导导率率例例1例例2例例3例例4例例5443. 摩尔电导率与浓度的关系摩尔电导率与浓度的关系 科尔劳施（科尔劳施（Kohlrausch）根）根据实验结果得出结论：据实验结果得出结论：弱电解质则没有上述直线关系，如何计算弱电解质的弱

3、电解质则没有上述直线关系，如何计算弱电解质的 ？ 强电解质在低浓度时强电解质在低浓度时, m与与c1/2成成直线关系直线关系, 将直线外推至将直线外推至c = 0时时, 可得可得极限摩尔电导率极限摩尔电导率.cA mm m 5（1）离子独立运动定律离子独立运动定律4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率离子独立运动定律和离子的摩尔电导率 6结论：结论：科尔劳施离子独立运动定律：科尔劳施离子独立运动定律：在无限稀释溶液中在无限稀释溶液中, 离子彼此独立运动离子彼此独立运动, 互不影响互不影响, 无限稀释电无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子摩尔电导率之和解质的摩尔电导率等于无限稀释

4、时阴、阳离子摩尔电导率之和. m（2）具有相同阳离子的氯化物和硝酸盐的）具有相同阳离子的氯化物和硝酸盐的 之差为一常之差为一常数，与阳离子的性质无关。数，与阳离子的性质无关。（1）具有相同阴离子的钾盐和锂盐的）具有相同阴离子的钾盐和锂盐的 之差为一常数，之差为一常数，与阴离子的性质无关。与阴离子的性质无关。 m7此式称为此式称为离子独立运动定律离子独立运动定律. 由此可由此可计算弱电解质的极限摩尔电导率计算弱电解质的极限摩尔电导率, 如如:)COOCH( )H( )COOHCH( 3mm3m )Cl( )Na( )Na( )COOCH( )Cl( )H( mmm3mmm )NaCl( )COO

5、NaCH( )HCl( m3mm 对电解质对电解质C +A , C +A + Cz + A z 24SO33Al23)4SO(2Al例如：例如：8例例6 m,mm,m,tt 在表示电解质的摩尔电导率时在表示电解质的摩尔电导率时, 应标明物质的基本单元应标明物质的基本单元.例如例如, 在某一定条件下：在某一定条件下： m(K2SO4)0.02485 Sm2mol1 m( K2SO4)0.01243 S m2 mol121可见，应用实验求得的某强电解质的可见，应用实验求得的某强电解质的 及该电解质及该电解质的的 、 ，即可求出，即可求出 和和 。 ,m ,m m t t 电解质的摩尔电导率是阴、阳

6、离子摩尔电导率贡献的总和，电解质的摩尔电导率是阴、阳离子摩尔电导率贡献的总和，故离子的迁移数也可以看做是某种离子的摩尔电导率占电解质故离子的迁移数也可以看做是某种离子的摩尔电导率占电解质的摩尔电导率的分数。在无限稀释时：的摩尔电导率的分数。在无限稀释时：（2）无限稀释时离子摩尔电导率）无限稀释时离子摩尔电导率例例8例例99例如：例如：基本单元 摩尔电导率 K+ m(K+) 1/2Mg2+ m(1/2Mg2+) 1/3Al3+ m(1/3Al3+) 习惯上，将一个电荷数为习惯上，将一个电荷数为zB的离子的的离子的1/ zB作为基本单元作为基本单元10以醋酸的电离平衡为例以醋酸的电离平衡为例:CH

7、3COOHH + + CH3COO c 0 0 c(1- ) c c cccc)()cc(K1212解离常数与醋酸的浓度和解离度的关系为解离常数与醋酸的浓度和解离度的关系为可求得解离度可求得解离度:进而可求得解离常数进而可求得解离常数K.5. 电导测定的应用电导测定的应用(1) 计算弱电解质的解离度及解离常数计算弱电解质的解离度及解离常数11利用下式可求得难溶盐利用下式可求得难溶盐(S)的溶解度的溶解度c = (S) / m (S) (溶液溶液) = (S) + (水水) (S) = (溶液溶液) (水水) 式中难溶盐的电导率式中难溶盐的电导率 (S)可由其饱和水溶液的电导率可由其饱和水溶液的

8、电导率 (溶液溶液)和同和同温下配制用水温下配制用水 (水水)的电导率求得的电导率求得:式中难溶盐的摩尔电导率可近似地用其极限摩尔电导率代替式中难溶盐的摩尔电导率可近似地用其极限摩尔电导率代替: m, m, m m )S()S( 由此可求得难溶盐由此可求得难溶盐 S 的溶解度的溶解度 c .(2) 计算难溶盐的溶解度计算难溶盐的溶解度例例712VKClG 用用KCl滴定滴定AgNO3 AgNO3 + KCl AgCl + KNO3VNaOHG 用用NaOH滴定滴定HCl HCl + NaOH NaCl + H2O电导滴定用来测定溶液中电解质的浓度电导滴定用来测定溶液中电解质的浓度, 特别适用于溶液特别适用于溶液混浊或有颜色而不能用指示剂时混浊或有颜色而不能用指示剂时.在滴定过程中随着电解质离子浓度的变化在滴定过程中随着电解质离子浓度的变化, 溶液电导随之溶液电导随之变化变化, 并在滴定终点时出现电导变化的转折点并在滴定终点时出现电导变化的转折点. 实验中电导值直实验中电导值直接从电导仪读出接从电导仪读出.终点终点终点终点（3） 电导滴定电导滴定13 用稀用稀H2SO4滴定滴定Ba(OH)2溶液溶液, 随着随着BaSO4沉淀的生成沉淀的生成, 溶液溶液导电性越来越弱导电性越来越弱.Homework 5,7