電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率ppt課件

1、7.3 7.3 電導(dǎo)，電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)，電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率 1. 幾個(gè)定義：幾個(gè)定義：sAlR lA1R1Gs (1 S = 1 -1），定義，定義 (2)電導(dǎo)率電導(dǎo)率()，單位為，單位為 Sm-1llssAA1R1G 電導(dǎo)率電導(dǎo)率的物理意義：的物理意義：?jiǎn)挝幻娣e單位面積,單位長(zhǎng)度的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。單位長(zhǎng)度的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。 (1)電導(dǎo)電導(dǎo)(G), 單位為單位為S 1(3)摩爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率(m): m = /c 單位為單位為S. m2mol-1. 物理意義物理意義:1摩爾電解質(zhì)溶液在相距摩爾電解質(zhì)溶液在相距1米的平行電極間的電導(dǎo)米的平行電極間的電導(dǎo). 間距間距1m1molm22.

2、 2. 電導(dǎo)的測(cè)定電導(dǎo)的測(cè)定惠斯通（惠斯通（Wheatstone）電橋：）電橋：1R1DBAD1R14R3RR1GxxKcell= l /As 為為電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池常數(shù)431RRRRx 移動(dòng)D點(diǎn)celllGKGA mc 3例例3 25時(shí)在一電導(dǎo)池中盛以濃度為時(shí)在一電導(dǎo)池中盛以濃度為0.02 mol/dm3的的KCl溶液，溶液，測(cè)得其電阻為測(cè)得其電阻為82.4 。若在同一電導(dǎo)池中盛以濃度為。若在同一電導(dǎo)池中盛以濃度為0.0025 mol/dm3的的K2SO4溶液，測(cè)得其電阻為溶液，測(cè)得其電阻為326.0 。已。已知知25時(shí)時(shí)0.02 mol/dm3的的KCl溶液的電導(dǎo)率為溶液的電導(dǎo)率為0.276

3、8 S/m 。試求：試求：(1) 電導(dǎo)池常數(shù)；電導(dǎo)池常數(shù)；(2)0.0025 mol/dm3 的的K2SO4溶液的溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。4解：解：(1) 電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池常數(shù) Kcell (= l /As )= KCl/GKCl = KClRKCl = 0.2768 82.4 m-1 = 22.81 m-1 (2) 0.0025 mol/dm3 的的K2SO4溶液的電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率 K2SO4= Kcell /RK2SO4=(22.81/326.0) Sm-1 = 0.06997 Sm-10.0025 mol/dm3 的的K2SO4的溶液的摩爾電導(dǎo)率的溶液的摩爾電導(dǎo)率

4、 mK2SO4 = K2SO4/c = 0.06997/2.5 Sm2 mol-1 =0.02799 Sm2 mol-1 53.3.濃度對(duì)電導(dǎo)的影響濃度對(duì)電導(dǎo)的影響（2）摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系（1）電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系為 m = /c ，6 柯爾勞施（柯爾勞施（Kohlrausch）：在很稀的溶液中，強(qiáng)電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率與其濃度的平方根成直線關(guān)系，即：cAmmm通過通過外推法外推法得到得到（3）摩爾電導(dǎo)率與濃度的定量表示）摩爾電導(dǎo)率與濃度的定量表示對(duì)弱電解質(zhì)cB,m ，不遵守Kohlrausch 經(jīng)驗(yàn)公式。無法由實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測(cè)得弱電解質(zhì)

5、的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。7m（KCl）0.01499m（KNO3）0.014500.00049m（LiCl）0.01150m（LiNO3）0.011010.000490.003490.00349m 單位：?jiǎn)挝唬篠 m2 mol-14. 4. 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率(1)柯爾勞施離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律柯爾勞施離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律 在無限稀釋溶液中，離子彼此獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互不影響，無限稀釋電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率等于無限稀釋時(shí)陰、陽離子的摩爾電導(dǎo)率之和。電解質(zhì)C+A-的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率為：,m,mm8+mmm+mmmmmmmmm(HAc)(H )(Ac )(H )(Cl

6、)(Na ) (Ac )(Na )(Cl )(HCl)(NaAc)(NaCl) （2）弱電解質(zhì)無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的求法）弱電解質(zhì)無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的求法（3）無限稀釋時(shí)離子摩爾電導(dǎo)率的求法）無限稀釋時(shí)離子摩爾電導(dǎo)率的求法mm () tt m,mm,-m tt 對(duì)于1-1價(jià)型的電解質(zhì)mm,m, （離子遷移數(shù)可測(cè)）9 P12給出了25時(shí)部分離子的摩爾電導(dǎo)率。由表7-3-2 可得如下結(jié)論： 離子極限摩爾電導(dǎo)按離子極限摩爾電導(dǎo)按Li+、Na+、K+ 順序遞增；順序遞增； H+、OH- 離子的極限摩爾電導(dǎo)的數(shù)值最大。離子的極限摩爾電導(dǎo)的數(shù)值最大。 H+離子的特殊遷移機(jī)理：氫鍵傳遞 思考：為什么思考：為什

7、么H+、OH- 離子的極限摩爾電導(dǎo)的數(shù)值最大呢？離子的極限摩爾電導(dǎo)的數(shù)值最大呢？5. 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (1) 柯爾勞施公式可以求算未知離子的摩爾電導(dǎo)率，特別是可以柯爾勞施公式可以求算未知離子的摩爾電導(dǎo)率，特別是可以利用已知物的摩爾電導(dǎo)率求出未知物的摩爾電導(dǎo)率。利用已知物的摩爾電導(dǎo)率求出未知物的摩爾電導(dǎo)率。10 例：例：由實(shí)驗(yàn)測(cè)定并外推知25時(shí)HCl、CH3COONa和NaCl極限摩爾電導(dǎo)率分別是426.1610-4、91.0110-4和126.45 Sm2mol-1, 僅在手冊(cè)中查到H+的極限摩爾電導(dǎo)率是349.8210-4 Sm2mol-1, 求Cl-的極限摩爾電導(dǎo)率。由于CH3COOH是

8、弱電解質(zhì)，實(shí)驗(yàn)外推法不易測(cè)準(zhǔn)其極限摩爾電導(dǎo)率，試用柯爾勞施公式求之。 解：已知m HCl= 426.1610-4 Sm2mol-1 m H+ = 349.8210-4 Sm2mol-1則Cl-的m = m HCl -m H+ =76.3410-4 Sm2mol-11mol2mS41072.3901mol2mS410)45.12601.9116.426(ClN,mCOONa3CH,mHCl,mCOO3CH,mH,mCOOH3CHm,a11 醋酸電離： CH3COOH = H+ + CH3COO- 解離前 c 0 0 解離平衡時(shí) c(1-) c cO2O2OO/1/1/ccccccKmm)m-m(

9、m2m)(OOccK電解質(zhì)總的物質(zhì)的量電解質(zhì)總的物質(zhì)的量已電離電解質(zhì)的物質(zhì)的已電離電解質(zhì)的物質(zhì)的量量 (2)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)及解離常數(shù)K12 (3) 計(jì)算難溶鹽的溶解度計(jì)算難溶鹽的溶解度 難溶鹽飽和溶液可認(rèn)為是無限稀釋，鹽的極限摩爾電導(dǎo)率極限摩爾電導(dǎo)率可查表得到。 水的電導(dǎo)率水的電導(dǎo)率相對(duì)不能忽略不能忽略。 s)()(mc難溶鹽難溶鹽O)2(H)()(難溶鹽溶液難溶鹽 例 (P13) ：25時(shí), AgCl飽和水溶液的電導(dǎo)率為3.4110-4 Sm-1. 已知同溫下水的電導(dǎo)率為1.6010-4 Sm-1,計(jì)算 25時(shí)AgCl的溶解度。則運(yùn)用摩爾電導(dǎo)率的公式可求難

10、溶鹽飽和溶液的濃度cs ：解析：據(jù)公式 ，若能求出摩爾電導(dǎo)率 和電導(dǎo)率，則可求該飽和溶液的濃度c，即知其溶解度。s sc c(難溶鹽)(難溶鹽)(難溶鹽)(難溶鹽)mm1331241 -4AgClm,AgCl1 -41 -4O)2(H)(AgCl124-Clm,Agm,AgClm,mmol01309. 0molmS1026.138mS1081. 1mS1081. 1mS10)60. 141. 3(molmS1026.138c難溶鹽溶液查表知： (4) 檢驗(yàn)水的純度檢驗(yàn)水的純度這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為 事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于 ，就認(rèn)為是很純的，就認(rèn)為是很

11、純的了，稱為了，稱為“電導(dǎo)水電導(dǎo)水”，若大于這個(gè)數(shù)值，那肯定含有某種雜質(zhì)。，若大于這個(gè)數(shù)值，那肯定含有某種雜質(zhì)。純水本身有微弱的解離：純水本身有微弱的解離：查表得查表得3-43-7mmol10dmmol10OHH-1-62mS105 . 5O)(H -12-22mmolmS105.5O)(H-1-4mS1001 .14（5）電導(dǎo)滴定）電導(dǎo)滴定利用滴定過程中被滴定液的電導(dǎo)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)來確定滴定終點(diǎn)。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)：不用指示劑，對(duì)有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。157.4 7.4 電解質(zhì)的平均離子活度因子及電解質(zhì)的平均離子活度因子及 德拜德拜 - - 休克爾（休克

12、爾（Debye-Hkel）極限公式極限公式1.1. 平均離子活度和平均離子活度因子平均離子活度和平均離子活度因子 若B電解質(zhì)C+A- 的質(zhì)量摩爾濃度為b，活度為a，則 溶液化學(xué)勢(shì)：B =B +RTln aB真實(shí)溶液: B= B.bB/b 真實(shí)溶液化學(xué)勢(shì): B =B +RTlnB =B +RTln(B .bB/b )16設(shè)強(qiáng)電解質(zhì)C+A-完全電離 C+A- +Cz+ +-Az-整體化學(xué)勢(shì)：整體化學(xué)勢(shì)： = = + RTln + RTln(1)(1)離子化學(xué)勢(shì)：+= + RTln+ -= -+ RTln-又 =+- =（+ +- -） RTln（+-） RTlnRTln（+ +- -） (2)(2

13、)(2)與(1)比較得：+ +- -令17定義離子的平均活度平均活度、平均活度系數(shù)平均活度系數(shù)與平均質(zhì)量摩爾濃度平均質(zhì)量摩爾濃度分別為： /1/1/1bbbaaaaa (+-)+(b /b )+-(b-/b )- (+-b+ b-)/b (+-)(b+b-)/b b/b bba可測(cè)可測(cè)b由由b可求可求（強(qiáng)電解質(zhì)）（強(qiáng)電解質(zhì)）作業(yè)：7，10，1318例：實(shí)驗(yàn)測(cè)得例：實(shí)驗(yàn)測(cè)得25時(shí)時(shí)0.1 mol/kg 0.1 mol/kg H2SO4= = 0.265, 0.265,求求H2SO4的的 活度?；疃?。解：對(duì)于H2SO4, += 2, - = 1; = + + - = 3; b+ =+b = 2b b- =-b = b, b=(b+b-)1/= (2b)2b1/3= 41/3b a =(b/b)= 0.26541/30.1 = 0.0421 a = a= 0.04213= 7.4610-5 19其它價(jià)型依定義式類推其它價(jià)型依