電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和應(yīng)用

二、電導(dǎo)率與摩爾電導(dǎo)率(1)電導(dǎo)率的定義它與電阻率互為倒數(shù)，用表示。=

R=ρL/S(其中，ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定，L表示電阻的長(zhǎng)度，S表示電阻的橫截面積)

R=ρL/A(其中，ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定，L表示電阻的長(zhǎng)度，A表示電阻的橫截面積)

第二節(jié)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和應(yīng)用——

——電導(dǎo)，S；第二節(jié)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和應(yīng)用——

——電導(dǎo)池常數(shù)，m-1；——電導(dǎo)率，S/m。

電子導(dǎo)體的物理意義為：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度（m）、單位橫截面積（m2）的導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)值。對(duì)于電解質(zhì)溶液而言，電導(dǎo)率就是單位距離（1m）的兩極間，單位體積（1m3）的溶液所具有的電導(dǎo)。K也是一種表示導(dǎo)體導(dǎo)電性質(zhì)的物理量，電導(dǎo)G的數(shù)值與電極的面積及距離有關(guān)（即與電解質(zhì)溶液的體積有關(guān)），所以不能直接用來(lái)比較不同濃度溶液的導(dǎo)電能力。用電導(dǎo)率K的數(shù)值可直接比較不同濃度溶液的導(dǎo)電能力。因?yàn)橐褜?duì)電解質(zhì)溶液的幾何形狀進(jìn)行了規(guī)定，不需要考慮電極的面積和距離因素，因此用電導(dǎo)率來(lái)比較電解質(zhì)的導(dǎo)電能力比電導(dǎo)要直觀。例5%的NH4Cl溶液的K=9.180S/m，10%的NH4Cl溶液的K=17.78S/m，可見(jiàn)后者的導(dǎo)電性比前者好（2）電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系

電導(dǎo)率的大小是隨電解質(zhì)溶液濃度的變化而變化的，強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的變化規(guī)律有所不同。圖2是實(shí)驗(yàn)測(cè)出的若干電解質(zhì)溶液在18℃時(shí)的電導(dǎo)率隨濃度的變化曲線。

圖8-2電導(dǎo)率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系①?gòu)?qiáng)酸和強(qiáng)堿的電導(dǎo)率最大，鹽類次之，弱電解質(zhì)如HAc的電導(dǎo)率最小。②不論強(qiáng)、弱電解質(zhì)，它們的電導(dǎo)率隨濃度的變化都是先隨濃度增大而增大，越過(guò)極值后，又隨濃度的增大而減小。2、摩爾電導(dǎo)率（1）摩爾電導(dǎo)率的定義溶液的電導(dǎo)率與電解質(zhì)的濃度有關(guān)，因此在比較不同類型電解質(zhì)的導(dǎo)電能力時(shí)很不方便。為了便于使用，應(yīng)該規(guī)定相同物質(zhì)的量的電解質(zhì)作比較，因而引入摩爾電導(dǎo)率。C——電解質(zhì)溶液物質(zhì)的量濃度，mol/m3；K――電導(dǎo)率，S/m；――摩爾電導(dǎo)率，(S·m2)/mol。若有一長(zhǎng)、寬、高各為1m的立方體電導(dǎo)池，其中平行相對(duì)的左右兩個(gè)側(cè)面是兩個(gè)電極。在電導(dǎo)池中充滿1m3電解質(zhì)溶液時(shí)所測(cè)出的電導(dǎo)即該溶液的電導(dǎo)率。若此時(shí)將濃度為3mol/m3的電解質(zhì)溶液，放入此電導(dǎo)池中，此時(shí)溶液的摩爾電導(dǎo)率為：也就是說(shuō)，對(duì)于濃度為3mol/m3的電解質(zhì)溶液，取1/3m3電解質(zhì)溶液，含電解質(zhì)1mol，放入該電導(dǎo)池中（溶液高度為1/3m），此時(shí)測(cè)得的電導(dǎo)即為摩爾電導(dǎo)率。必須注意在表示電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率時(shí)，應(yīng)注明物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元。例如，某條件下MgCl2的摩爾電導(dǎo)率可寫(xiě)成(MgCl2)=0.0258S·m2/mol(MgCl2)=0.0129S·m2/mol(MgCl2)(MgCl2)=

（2）摩爾電導(dǎo)率與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系無(wú)論是強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì)，其摩爾電導(dǎo)率均隨溶液物質(zhì)的量濃度的降低而增大，圖8-3摩爾電導(dǎo)率與物質(zhì)的量濃度平方根的關(guān)系(298.15K)科爾勞施（Kohlrausch）總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出如下結(jié)論：很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液，其摩爾電導(dǎo)率與濃度的平方根呈直線關(guān)系——電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率，當(dāng)C→0時(shí)電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率，S·m2/mol；A——常數(shù)，數(shù)值與溫度、電解質(zhì)及溶劑性質(zhì)有關(guān)三、離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律科爾勞施認(rèn)為無(wú)論是強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì)，或者金屬的難溶鹽類，在溶液無(wú)限稀釋時(shí)，均可認(rèn)為其全部電離，并且離子間的相互作用均可忽略不計(jì)，即離子彼此獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互不影響。因而無(wú)限稀釋電解質(zhì)溶液的極限摩爾電導(dǎo)率可以認(rèn)為是無(wú)限稀釋溶液中正、負(fù)離子摩爾電導(dǎo)率之和。這個(gè)規(guī)律稱為科爾勞施離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：(1)依據(jù)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律，也可以用強(qiáng)電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率來(lái)計(jì)算弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率。

【例題8-3】在25℃時(shí)，已知HCl極限摩爾電導(dǎo)率為42.6×10-3S·m2/mol，CH3COONa及NaCl的極限摩爾電導(dǎo)率為9.1×10-3S·m2/mol和12.7×10-3S·m2/mol，計(jì)算CH3COOH的極限摩爾電導(dǎo)率。解：根據(jù)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律(CH3COOH)=(CH3COO-)+