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文檔簡介
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)測量的因素factorsinfluenced
on
conducto-metricmeasurement四、電導(dǎo)測量與裝置conductometricmeasurementanddevicesprincipleofconductometrypotentiometryandconductometry2024/11/281、導(dǎo)電性質(zhì):離子導(dǎo)電
電解質(zhì)溶液在外電場的作用下,由于離子移動而導(dǎo)電,正離子向陰極遷移,負離子向陽極遷移.(金屬導(dǎo)體是通過導(dǎo)體中電子的移動來導(dǎo)電)。當兩個鉑電極插入電解質(zhì)溶液中,并在兩電極上加一定的電壓,此時就有電流流過回路。電流是電荷的移動,在金屬導(dǎo)體中僅僅是電子的移動,而在電解質(zhì)溶液中由正離子和負離子向相反方向的遷移來共同形成電流。
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。通過測定溶液的電導(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,由各種陰陽離子共同所引起的,因此電導(dǎo)測量只能用來估算離子總量,而不能區(qū)分和測定單個離子的種類和數(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
對于一個均勻的導(dǎo)體來說,它的電阻或電導(dǎo)是與其長度和截面積有關(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,距離為單位長度時溶液的電導(dǎo)。電導(dǎo)池常數(shù):K(l/A)
=l/A(A電極面積;l電極間距)
由標準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)目和離子自由運動能力有關(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,但當濃度增大到一定值時,因為離子間相互作用力加強,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。測得的電流強度為0.1976安。試計算:(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:絕對溫度在很稀溶液中:Kohlrausch經(jīng)驗公式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+在溶液中的運動速度大小順序?
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。
25
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:當溶液電阻較大時使用;鉑黑電極:表面覆蓋一層細小鉑粒,減小極化。溶液濃度較大時宜用。池常數(shù)測定:已知標準KCl溶液的電導(dǎo)率(2)電導(dǎo)池(避免測量過程中溫度變化):將兩個大小相同的電極和一適當?shù)娜萜鹘M合起來就構(gòu)成一個電導(dǎo)池。(3)電導(dǎo)儀四、電導(dǎo)測量與裝置conductometricmeasurementanddevices2024/11/282.電導(dǎo)測量
電導(dǎo)是電阻的倒數(shù),因此測量溶液的電導(dǎo)也就是測量它的電阻。
測量方法:直流電導(dǎo)與交流電導(dǎo)(根據(jù)所用電源不同)經(jīng)典的測量電阻的方法是采用wheatstone(韋斯頓)電橋法,其裝置見圖。電源是一個電壓為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,待測溶液置于有兩個鉑電極的電導(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
在測量低電阻時,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
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