電導(dǎo)分析法原理-zhu

第三節(jié)電導(dǎo)分析法原理第二章

電位與電導(dǎo)分析法一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)

basicpropertyofelectrolytesolution

二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系relationshipbetweenconductanceandconcentration

三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素factorsinfluenced

on

conducto-metricmeasurement四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置conductometricmeasurementanddevicesprincipleofconductometrypotentiometryandconductometry2024/11/281、導(dǎo)電性質(zhì)：離子導(dǎo)電

電解質(zhì)溶液在外電場(chǎng)的作用下，由于離子移動(dòng)而導(dǎo)電，正離子向陰極遷移，負(fù)離子向陽(yáng)極遷移.（金屬導(dǎo)體是通過(guò)導(dǎo)體中電子的移動(dòng)來(lái)導(dǎo)電）。當(dāng)兩個(gè)鉑電極插入電解質(zhì)溶液中，并在兩電極上加一定的電壓，此時(shí)就有電流流過(guò)回路。電流是電荷的移動(dòng)，在金屬導(dǎo)體中僅僅是電子的移動(dòng)，而在電解質(zhì)溶液中由正離子和負(fù)離子向相反方向的遷移來(lái)共同形成電流。

一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

電導(dǎo)法是研究電解質(zhì)溶液導(dǎo)電現(xiàn)象及其規(guī)律性的電化學(xué)分析方法。通過(guò)測(cè)定溶液的電導(dǎo)而求得溶液中電解質(zhì)濃度的方法稱為電導(dǎo)分析法(conductometricanalysis)。

由于一種溶液的電導(dǎo)是其中所有離子電導(dǎo)之和，由各種陰陽(yáng)離子共同所引起的，因此電導(dǎo)測(cè)量只能用來(lái)估算離子總量，而不能區(qū)分和測(cè)定單個(gè)離子的種類和數(shù)量。一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

2.電導(dǎo)(G)

、電導(dǎo)率(

)

、摩爾電導(dǎo)率(

m)

電導(dǎo)：衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，電阻的倒數(shù)。

G=1/R=A/l=

/K(l/A)

單位：西門子S，1S=1

-1

對(duì)于一個(gè)均勻的導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，它的電阻或電導(dǎo)是與其長(zhǎng)度和截面積有關(guān)的．為了便于各種導(dǎo)電體和導(dǎo)電能力的比較，類似于電阻率提出了電導(dǎo)率的概念。電導(dǎo)率：

=1/=K(l/A)

G

電阻率的倒數(shù)

單位：Sm-1

兩電極板為單位面積，距離為單位長(zhǎng)度時(shí)溶液的電導(dǎo)。電導(dǎo)池常數(shù)：K(l/A)

=l/A(A電極面積;l電極間距)

由標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率(查表)確定電導(dǎo)和電導(dǎo)池常數(shù).一、電解質(zhì)溶液的基本性質(zhì)basicpropertyofelectrolytesolution2024/11/28

單位：S·m2·mol-1

。

c(mol/l)為溶液的濃度．摩爾電導(dǎo)率(

m)

---比較各種電解質(zhì)導(dǎo)電的能力定義:距離為單位長(zhǎng)度（1m）的面積相等的兩電極板間含有單位物質(zhì)的量（1mol

）的電解質(zhì)的溶液的電導(dǎo)。不同濃度、不同類型電解質(zhì)導(dǎo)電能力的比較。右圖中出現(xiàn)極大值的原因：

電導(dǎo)率的大小與溶液中離子數(shù)目和離子自由運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)。

隨著溶液濃度的增大，單位體積內(nèi)的離子數(shù)目增大，使溶液的電導(dǎo)隨之增大，但當(dāng)濃度增大到一定值時(shí)，因?yàn)殡x子間相互作用力加強(qiáng)，或者是電解質(zhì)離解度降低，導(dǎo)致電導(dǎo)率下降:2024/11/28

例：某電導(dǎo)池內(nèi)裝有兩個(gè)直徑為4.00厘米、相互平行的銀電極。電極之間的距離為12.00厘米。若在電導(dǎo)池內(nèi)充以0.10mol的AgNO3溶液，并施加20伏的電壓。測(cè)得的電流強(qiáng)度為0.1976安。試計(jì)算：（1）該溶液的電導(dǎo)。（2）電導(dǎo)池常數(shù)。（3）0.1mol的AgNO3溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。解（1）G=1/R=I/V=0.1976/20=0.00988（S

）

（2）電導(dǎo)池常數(shù)：（3）電導(dǎo)率=K(l/A)

G=0.955*0.00988=0.00944（S?cm-1）摩爾電導(dǎo)率2024/11/28二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系

relationshipbetweenconductanceandconcentration

D:介電常數(shù)

:介質(zhì)的黏度T:絕對(duì)溫度在很稀溶液中：Kohlrausch經(jīng)驗(yàn)公式2024/11/28二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系

relationshipbetweenconductanceandconcentration2024/11/28離子的電導(dǎo)溶液的總電導(dǎo)：G=

ci

m,i弱電解質(zhì)(乙酸)溶液的

m離子104K+73.52Na+50.11Li+38.69H+349.82Ag+61.92Cl-76.34Br-78.4OH-198H+、Li+、Na+、K+在溶液中的運(yùn)動(dòng)速度大小順序？

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)

2024/11/281.溫度的影響

溫度升高，粘度降低，電導(dǎo)增大。每升高1度，約增加2%。2.溶劑的影響

水的純度—水為溶劑。

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C蒸餾水電導(dǎo)率：0.8~1.0

S·cm-1

,普通蒸餾水中雜質(zhì)：CO2、NH3、微量Na+等。進(jìn)一步純化后電導(dǎo)率：0.03~0.06

S·cm-1

制備高純水需要采用石英容器,亞沸蒸餾法。三、影響電導(dǎo)測(cè)量的因素factorsinfluencedonconductometricmeasurement2024/11/281.裝置（1）電極鉑電極：鉑片。面積，距離固定。光亮鉑電極：當(dāng)溶液電阻較大時(shí)使用；鉑黑電極:表面覆蓋一層細(xì)小鉑粒,減小極化。溶液濃度較大時(shí)宜用。池常數(shù)測(cè)定:已知標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率（2）電導(dǎo)池（避免測(cè)量過(guò)程中溫度變化）：將兩個(gè)大小相同的電極和一適當(dāng)?shù)娜萜鹘M合起來(lái)就構(gòu)成一個(gè)電導(dǎo)池。（3）電導(dǎo)儀四、電導(dǎo)測(cè)量與裝置conductometricmeasurementanddevices2024/11/282.電導(dǎo)測(cè)量

電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，因此測(cè)量溶液的電導(dǎo)也就是測(cè)量它的電阻。

測(cè)量方法：直流電導(dǎo)與交流電導(dǎo)（根據(jù)所用電源不同）經(jīng)典的測(cè)量電阻的方法是采用wheatstone(韋斯頓)電橋法，其裝置見(jiàn)圖。電源是一個(gè)電壓為6—10V的交流電。

可調(diào)電阻R1和R2組成比例臂，R3為精密可調(diào)電阻，待測(cè)溶液置于有兩個(gè)鉑電極的電導(dǎo)池中，電阻為Rx。通電，調(diào)節(jié)R1/R2和R3（主要是R3）至電橋平衡，使示波器讀數(shù)為0，則Rx=R3*R1/R22024/11/28

在測(cè)量低電阻時(shí)，為了防止極化現(xiàn)象，采用1000~2500HZ的高頻電壓也就是高頻滴定法

現(xiàn)在使用的電導(dǎo)儀一般采用電阻分壓原理，電路圖如右E