物化-第五章课件.ppt

1、上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-255.1 离子的电迁移 5.2 电导及其应用 5.3 强电解质溶液的活度 及活度系数 5.4 强电解质溶液理论 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-251. 电解质溶液的导电机理电解质溶液的导电机理 2.2.法拉第定律法拉第定律 3.3.离子的电迁移离子的电迁移上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25电解质溶液电解质溶液(electrolyte solution)(electrolyte solution)：离子迁移导电：离子迁移导电 a.电场力作用下：电场力作用下： Cu2+ 向向阴极迁移阴极迁移 Cl- 向向阳极迁移阳极迁移b.

2、 阴极阴极 Cu2+ +2e- Cu 阳极阳极 2Cl- 2e- Cl2 CuCl2 Cu +Cl2c. 电流连续，构成回路电流连续，构成回路阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液Cu2+Cl- 图图5-1 5-1 电解质溶液的导电电解质溶液的导电上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25FZnq （5-15-1）q通过电极的电量（通过电极的电量（C）；）；n电极上发生反应电极上发生反应的物质的量（的物质的量（mol）；）；|Z|离子的电荷数的绝对值；离子的电荷数的绝对值；F法拉第常量，其值是法拉第常量，其值是96485Cmol-1。上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25 在直流电

3、场作用下，电解质溶液中的正、负离在直流电场作用下，电解质溶液中的正、负离子分别向异电极方向移动子分别向异电极方向移动离子的电迁移离子的电迁移。lEUvdd （5-25-2）:离子迁移速率离子迁移速率 : 电势梯度电势梯度lEdd式（式（5-2）中）中U称为离子淌度，其物理意义是电势梯度称为离子淌度，其物理意义是电势梯度为单位数值时的离子迁移速率，其单位是为单位数值时的离子迁移速率，其单位是m2V-1s-1。U值的大小反映了离子本性对离子迁移的影响。值的大小反映了离子本性对离子迁移的影响。上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25定义：离子迁移数定义：离子迁移数电解质溶液中各种离子的导电份

4、额电解质溶液中各种离子的导电份额或导电百分数，用或导电百分数，用 tB 表示。表示。 tB qB / qdefqBB种离子传输的电量种离子传输的电量q通过溶液的总电量通过溶液的总电量 qqqtqqqtt+ + t- = 1 UUUtUUUt迁移数与淌度间的关系为迁移数与淌度间的关系为上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-251. 电导、电导率和摩尔电导率电导、电导率和摩尔电导率 2. 电导的测定电导的测定 3. 强电解质溶液电导率、摩尔电导率与强电解质溶液电导率、摩尔电导率与浓度的关系浓度的关系 4. 离子独立运动定律及离子摩尔电导率离子独立运动定律及离子摩尔电导率 5. 电导测定的应用

5、电导测定的应用 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25电导电导G (conductance)G = 1/RlAGAlR 1, 溶液电导溶液电导G与电极截面积成正比，与两电极间距与电极截面积成正比，与两电极间距离成反比。离成反比。上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25电导率电导率 相距相距1m的两个面积均为的两个面积均为1m2电极间溶液电导电极间溶液电导GAl 1（5-55-5） 单位：单位：Sm-1上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25 摩尔电导率摩尔电导率m 两相距两相距1m平行电极间，平行电极间，1mol电解质溶液所具有的电导电解质溶液所具有的电导上一内容下一

6、内容回主目录O返回2022-3-25图图5-4 5-4 电导测定示意图电导测定示意图电桥平衡时：电桥平衡时： R/ R1= R4 / R3 R = R1R4 / R3电导：电导：G =1/R= R3 / R1R4上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25电解质溶液电导率与浓度关系电解质溶液电导率与浓度关系H2SO4/(S m-1)KOHKClMgSO4HAc015510c/(mol dm-3)20406080 图图5-5 电导率与浓度的关系电导率与浓度的关系强电解质：强电解质：c, 先先后后 弱电解质：弱电解质：c对对 影响不大影响不大 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25强

7、电解质溶液摩尔电导率与浓度的关系强电解质溶液摩尔电导率与浓度的关系图图5-6电解质水溶液电解质水溶液m与与c的关系的关系/(S m2 mol-1)强电解质强电解质m m随随c c减小减小而增大而增大对浓度很稀的强电解对浓度很稀的强电解质溶液：质溶液：)1(mmc （5-75-7） m无限稀释无限稀释摩尔电导率摩尔电导率上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25 12mmolmS/ 12mmolmS/ m mm m m上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25无限稀释时，溶液中的电解质完全电离，离子间无限稀释时，溶液中的电解质完全电离，离子间相互无影响，每种离子对溶液电导的贡献是独立

8、的相互无影响，每种离子对溶液电导的贡献是独立的科尔劳乌施离子独立运动定律科尔劳乌施离子独立运动定律。推论推论1 无限稀释时，电解质的摩尔电导率无限稀释时，电解质的摩尔电导率 是组成该是组成该电解质的正、负离子的无限稀释摩尔电导率的代数和。电解质的正、负离子的无限稀释摩尔电导率的代数和。 mm,-m,m vvAMm,-m,mvv 推论推论2 离子的无限稀释摩尔电导率取决于离子个性，离子的无限稀释摩尔电导率取决于离子个性，在确定溶剂、温度等条件下是定值。在确定溶剂、温度等条件下是定值。上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25正离子负离子H+ 349.82OH 198.6Li+ 38.69F

9、 54.4Na+ 50.11Cl 76.35K+ 73.3Br 78.1124mmolmS/10 m124mmolmS/10 （ m上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25 m mm 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25OH2 溶溶液液盐盐OH2 mmc 盐盐盐盐m,/ c 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-251.1.活度和活度系数活度和活度系数 2.2.影响离子平均活度系数的因素影响离子平均活度系数的因素 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25)ln()l

10、n(lnBBB aRTaRTaRT )lnln()(B aRTaRT +MAMAzz任意强电解质任意强电解质 /;/mmamma )ln(BB aaRT vvaaaB（5-125-12）上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25单种离子活度难以实验测定单种离子活度难以实验测定, , 则定义：则定义： / 1/,mmaaaavvv （5-135-13） vvvvvvmmm/1/1; （5-145-14）上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25电解质电解质 浓度浓度/（moldm-3)0.0010.0020.0050.010.050.1KCl0.9650.9520.9230.9010

11、.8150.769NaCl0.9650.9520.9270.9120.8190.778Na2SO40.8870.8470.7780.7140.5360.453ZnSO40.7000.5080.4770.3870.2020.150上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-251921年，路易斯提出了离子强度（年，路易斯提出了离子强度（ionic strength）I B2BBdef21ZmI（5-155-15）：（5-16）/lgmIA上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-251. 离子氛模型离子氛模型 2. 德拜德拜-休克尔极限公式休克尔极限公式 上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25图图5-9 离子氛示意图离子氛示意图上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-252BB/lg/|lgmIAZmIZZA 0NaClCaCl2ZnSO4测定值测定值理论值理论值I图图5-10 极限公式的验证极限公式的验证。/1/|lgmImIZZA （5-18）上一内容下一内容回主目录O返回2022-3-25