電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力

1、物理化學(xué)(w l hu xu)Wulihuaxue 緊密結(jié)合教材(jioci)圍繞教學(xué)大綱方便教師講課便于學(xué)生理解2022/7/18共三十八頁(yè)電能化學(xué)能電解電池2022/7/18共三十八頁(yè) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電(dodin)機(jī)理A.自由電子作定向(dn xin)移動(dòng)而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.溫度升高，電阻也升高D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)又稱電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等。1. 第一類導(dǎo)體2022/7/18共三十八頁(yè)兩類導(dǎo)體(dot)A.正、負(fù)離子作反向(fn xin)移動(dòng)而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.溫度升高，電阻下降D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān) 第二類導(dǎo)體 又稱離子導(dǎo)體，如

2、電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等。2022/7/18共三十八頁(yè)一、電解質(zhì)溶液(rngy)的導(dǎo)電機(jī)理離子遷移(qiny)方向：Cl-H+2022/7/18共三十八頁(yè)離子(lz)的電遷移現(xiàn)象Cl-H+2022/7/18共三十八頁(yè)電解質(zhì)溶液(rngy)的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)(din do)、電導(dǎo)(din do)率、摩爾電導(dǎo)(din do)率電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系離子獨(dú)立移動(dòng)定律2022/7/18共三十八頁(yè)一、電導(dǎo)(din do)電導(dǎo)(din do)電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為 或 。電導(dǎo) 與導(dǎo)體的截面積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比：2022/7/18共三十八頁(yè)二、電導(dǎo)率電導(dǎo)率（electrolytic

3、conductivity）因?yàn)楸壤禂?shù) 稱為電導(dǎo)率。 電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長(zhǎng)度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)，單位是 或 。 電導(dǎo)率也就是(jish)電阻率的倒數(shù)：2022/7/18共三十八頁(yè)三、摩爾(m r)電導(dǎo)率摩爾(m r)電導(dǎo)率 在相距為單位距離的兩個(gè)平行電導(dǎo)電極之間，放置含有1 mol電解質(zhì)的溶液，這時(shí)溶液所具有的電導(dǎo)稱為摩爾電導(dǎo)率m，單位為 。 是含有1 mol電解質(zhì)的溶液的體積，單位為 ， 是電解質(zhì)溶液的濃度，單位為 。2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)、電導(dǎo)(din do)率、摩爾電導(dǎo)(din do)率2022/7/18共三十八頁(yè)基本質(zhì)點(diǎn)(zhdin)的選取 摩爾電導(dǎo)率必須對(duì)

4、應(yīng)于溶液中含有1mol電解質(zhì)，但對(duì)電解質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)的選取(xunq)決定于研究需要。 例如，對(duì) 溶液，基本質(zhì)點(diǎn)可選為 或 ，顯然，在濃度相同時(shí)，含有1mol 溶液的摩爾電導(dǎo)率是含有1mol 溶液的2倍。即：為了防止混淆，必要時(shí)在 后面要注明所取基本質(zhì)點(diǎn)。2022/7/18共三十八頁(yè)例題(lt)： 某氯堿廠電解食鹽水生產(chǎn)氫氣、氯氣和氫氧化鈉。每個(gè)電解槽通過電流為1.00104A，（1）計(jì)算理論上每天每個(gè)電解槽生產(chǎn)氯氣多少千克(qink)？（2）如果電流效率為97%，每天實(shí)際生產(chǎn)氯氣多少千克？解：（1）（2）2022/7/18共三十八頁(yè)練習(xí)題： 在酸性電鍍銅溶液(rngy)（主要是CUSO4）中，以

5、50.00A的電流電鍍60分鐘，假定陰極上只析出銅，問能沉積出多少克銅？如果電流效率為90%，析出相同質(zhì)量的銅仍以50.00A的電流需電鍍多長(zhǎng)時(shí)間？解：（1）（2）2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)、電導(dǎo)(din do)率、摩爾電導(dǎo)(din do)率小結(jié)項(xiàng)目 量電導(dǎo)電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率表示符號(hào)單位相互關(guān)系2022/7/18共三十八頁(yè)四、電導(dǎo)率與濃度(nngd)的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后，解離度下降，離子運(yùn)動(dòng)速率降低，電導(dǎo)率也降低，如 和KOH溶液。弱電解質(zhì)溶液(rngy)電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著，因濃度增加使其電離度下降，粒子數(shù)目變化不大，如

6、醋酸。中性鹽由于受飽和溶解度的限制，濃度不能太高，如KCl。2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)率與濃度(nngd)的關(guān)系2022/7/18共三十八頁(yè)五、摩爾(m r)電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為1mol，所以，當(dāng)濃度降低時(shí)，粒子之間相互作用減弱，正、負(fù)離子遷移速率加快，溶液的摩爾電導(dǎo)率必定(bdng)升高。但不同的電解質(zhì)，摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。2022/7/18共三十八頁(yè)電解質(zhì)的m與c的關(guān)系(gun x)2022/7/18共三十八頁(yè)電解質(zhì)的m 與c的關(guān)系(gun x)由圖可見：強(qiáng)電解質(zhì)的m與C1/2在溶液(rngy)很稀時(shí)接近直線Kohlrausc

7、h經(jīng)驗(yàn)規(guī)律由圖可見，弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率與濃度不存在直線關(guān)系不能由外推法得到A是與電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。將直線外推至c，得到無限稀釋摩爾電導(dǎo)率 2022/7/18共三十八頁(yè)六、離子獨(dú)立(dl)移動(dòng)定律 德國(guó)科學(xué)家Kohlrausch 根據(jù)大量(dling)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出離子獨(dú)立移動(dòng)定律：在無限稀釋溶液中，每種離子獨(dú)立移動(dòng)，不受其它離子影響，電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率可認(rèn)為是兩種離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和：根據(jù)離子獨(dú)立移動(dòng)定律，弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)可由強(qiáng)電解質(zhì)計(jì)算得到2022/7/18共三十八頁(yè)離子獨(dú)立移動(dòng)定律(dngl)的應(yīng)用例如(lr)：計(jì)算醋酸的極限摩爾電導(dǎo)率2022/7/18共

8、三十八頁(yè)小結(jié)(xioji)與作業(yè)1、了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理。2、掌握法拉第定律的有關(guān)計(jì)算。3、掌握電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾(m r)電導(dǎo)率的意義、符號(hào)、單位以及相互關(guān)系。4、學(xué)會(huì)利用離子獨(dú)立移動(dòng)定律計(jì)算弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)。作業(yè)：2022/7/18共三十八頁(yè)電化學(xué)2022/7/18共三十八頁(yè)一、計(jì)算(j sun)電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)測(cè)定的一些(yxi)應(yīng)用電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池常數(shù)確定一般用已知電導(dǎo)率的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液確定。步驟：2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)測(cè)定的一些應(yīng)用二、計(jì)算弱電解質(zhì)的電離度和解離(ji l)常數(shù)設(shè)弱電解質(zhì)AB解離如下：2022/7/18共三十八頁(yè)例題(lt)解

9、：1、濃度為0.1000的HAc,在25時(shí)測(cè)得摩爾(m r)電導(dǎo)率為5.20110-4,已知 時(shí)HAc的極限摩爾電導(dǎo)率為390.7210-4，求25 時(shí)HAc的電離度和電離常數(shù)Kc2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)測(cè)定的一些應(yīng)用三、 檢驗(yàn)(jinyn)水的純度這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為 事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于 就認(rèn)為是很純的了，有時(shí)稱為“電導(dǎo)水”，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， 和 的濃度近似為， ，查表得 ，2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)測(cè)定(cdng)的一些應(yīng)用去除(q ch)雜質(zhì)的方法較多，根據(jù)需要，常用的方法有： (1)用不同的離子交換樹酯，分

10、別去除陰離子和陽(yáng)離子，得去離子水。 (2)用石英器皿，加入 和，去除及有機(jī)雜質(zhì)，二次蒸餾，得“電導(dǎo)水”。 普通的蒸餾水中含有 和玻璃器皿溶下的硅酸鈉等，不一定符合電導(dǎo)測(cè)定的要求。2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)測(cè)定的一些應(yīng)用四、測(cè)定(cdng)難溶鹽的溶解度 運(yùn)用摩爾電導(dǎo)率的公式就可以求得難溶鹽飽和溶液的濃度 。2難溶鹽本身的電導(dǎo)率很低，這時(shí)水的電導(dǎo)率就不能忽略，所以：1難溶鹽的溶解度很小，所以 可以查得。2022/7/18共三十八頁(yè)例題(lt)在298k時(shí)，測(cè)得AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率為3.41104s.m-1，配制該溶液(rngy)所用的純水的電導(dǎo)率為1.6010-4s.m

11、-1，求298時(shí)的AgCl的溶解度解：查表得2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)(din do)測(cè)定的一些應(yīng)用（4）電導(dǎo)滴定 在滴定過程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定滴定終點(diǎn)。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是不用指示劑，對(duì)有色溶液和沉淀(chndin)反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。例如：2022/7/18共三十八頁(yè)1.用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl電導(dǎo)測(cè)定的一些(yxi)應(yīng)用2022/7/18共三十八頁(yè)2.用NaOH滴定HAc電導(dǎo)測(cè)定(cdng)的一些應(yīng)用2022/7/18共三十八頁(yè)電導(dǎo)測(cè)定(cdng)的一些應(yīng)用3.用 滴定 ，產(chǎn)物均為沉淀2022/7/18共三十八頁(yè)練

12、習(xí)(linx)：1、測(cè)得0.001028mol/L的HAc溶液在25時(shí)的m=4.81510-3sm2mol-1.計(jì)算(j sun)（1）HAc的電離度；（2）計(jì)算HAc的電離常數(shù)；（3）計(jì)算溶液的pH.解：查表得（）（）（）2022/7/18共三十八頁(yè)小結(jié)(xioji)和作業(yè)小結(jié)(xioji)： 2.計(jì)算難溶鹽的溶解度； 3.會(huì)計(jì)算弱電解質(zhì)的電離度和電離常數(shù)； 4.理解電導(dǎo)測(cè)定在滴定方面的應(yīng)用正確估計(jì)水的純度；作業(yè)：2022/7/18共三十八頁(yè)內(nèi)容摘要物理化學(xué)。2022/2/1。電能化學(xué)能。C.溫度升高，電阻也升高。摩爾電導(dǎo)率必須對(duì)應(yīng)于溶液中含有1mol電解質(zhì)，但對(duì)電解質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)的選取決定于研究需要。在酸性電鍍銅溶液（主要是CUSO4）中，以50.00A的電流電鍍60分鐘，假定陰極上只析出