电解质溶液的电导率和摩尔电导率.doc

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1、§7.2电解质溶液的电导率和摩尔电导率1.电导和电导率通过溶液的电流强度I与溶液电阻R和外加电压V服从欧姆定律R＝V/I；而溶液的电阻率可根据计算。通过测量电阻（resistance,R）和电阻率（resistivity,r）即可评价电解质溶液的导电能力，不同的是l为两电极间的距离，而A则取浸入溶液的电极面积。习惯上多用电导（conductance，G）和电导率（conductivity,k）来表示溶液的导电能力，定义：G＝1/R=1/r电导G的单位是W-1，也记为S(西门子)，的单位是S·m-1。电导和电导率间的关系：图7.2电导测量原理

2、图(7.3)2.电导的测量通常采用电导率仪（conductometer）来测量电解质溶液的电导，其原理如图7.2。测量时将电导电极（conductanceelectrode）插入待测溶液或将待测溶液充入具有两个固定Pt电极的电导池（conductancecell）M中，而后将M连入惠斯登(Wheatstone)电桥的一臂。测量方法与测定金属的电阻相同但技术上需做一些改进，如测量时不用直流电源而改用1000Hz的高频交流电源S；以耳机或示波器T来指示桥中零电流；在电桥另一臂的可变电阻R1上需串联一个可变电容器K以补偿电导池的电容。电桥平衡时有

3、（7.4）溶液的电导率可按(7.3)式求算。式中(l／A)称为电导池常数（conductancecellconstant）。不同的电导池具有不同的电导池常数，即使是同一电导池，其电导池常数也会随时间而改变。实际测量时多用标准溶液（standardsolution）法，即先将一精确已知电导率（s）的标准溶液充入电导池，在指定温度下测定其电导（Gs），而后再将待测溶液充入该电导池测量其电导（G），分别带入(7.3)式比较可得：(7.5)式中不再出现电导池常数。这种利用标准溶液进行测量的方法在实际测量中经常采用。常用的KCl标准溶液的电导率列于表

4、7.3。表7.3氯化钾标准溶液的电导率c/(mol×dm-3)1000g水中KCl的质量(单位为g)电导率k/(S×m-1)0℃18℃25℃0.010.746250.0773640.1220520.1408770.107.478960.713791.116671.285601.0076.62766.51769.783811.1342【思考题4】测量电解质溶液的电导率时为什么不能采用直流电而需要采用高频交流电？【思考题5】电导率仪有两种电极，一种是光亮的铂电极，一种是镀铂黑的铂电极，这两种电极分别在何情况下选用，为什么？【思考题6】应如何选用

5、氯化钾标准溶液以减少测量的误差？【习题4】25℃时，一电导池中盛以0.01mol×dm-3KCl溶液时，其电阻为150.00W；盛以0.01mol×dm-3HCl溶液时，其电阻为51.40W。试求0.0lmol×dm-1HCl溶液的电导率。[答案：0.4111S×m-1]【习题5】18℃时，用同一电导池测出0.01mol×dm-3KCl和0.0011mol×dm-3K2SO4的电阻分别为145.00和712.2W。试求算：(1)电导池常数；(2)0.001mol×dm-3K2SO4溶液的摩尔电导率。[答案：(1)17.70m-1；(2)0.

6、02485S×m2×mol-1]3．电导率的影响因素影响溶液电导率的因素可能哪些？显然，温度、浓度等均可能影响溶液的电导率。几种不同的强、弱电解质电导率随浓度的变化关系示于图7.3。（a）（b）图7.3电解质溶液的电导率随浓度和温度的变化图7.3(a)显示，对于强电解质，浓度在达到5mol×dm-3之前，k随浓度的增加而增大，似乎呈成正比关系，即。这与浓度增加导致单位体积溶液中参与导电的离子数目增加有关。但当浓度大于5mol×dm-3后，k反而随浓度的增加而减小。这与高浓度时阴、阳离子间作用力增强，甚至形成不参与导电的离子对等有关。对弱电解

7、质来说，电导率虽然也随浓度而改变，但变化并不显著。这是因为浓度增加时虽然单位体积溶液中电解质的分子数增加了，但电离度却随之减小，致使离子数目增加不显著。图7.3（b）显示，电解质溶液的电导率随温度的升高而增加，这与金属的变化规律明显不同。其他影响电导率的因素还有溶剂的黏度、介电常数等。【思考题4】为什么电解水时通常采用酸和碱的水溶液，而不采用盐溶液？试通过图7.3(a)进行说明。【思考题5】为什么工业电镀和电解时往往要给电镀液或电解液加热？试通过图7.3（b）进行说明。【思考题6】为什么电解质溶液的电导率随温度的升高而增加？实验表明电解质溶

8、液的电导率随温度的变化率与溶剂黏度随温度的变化率相当，这说明什么？【思考题6】溶剂的介电常数为什么可以影响电解质溶液的电导率？为什么有机电解质溶液的导电能力往往远低于水溶液的？4