電導(dǎo)分析法的基本原理

第第頁(yè)電導(dǎo)分析法的基本原理**節(jié)電導(dǎo)分析法的基本原理一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性能電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液的*顯著的差別是：前者能夠?qū)щ姡笳卟荒?。前者能夠?qū)щ娛怯捎陔娊赓|(zhì)在水溶液中能夠電離，生成陽(yáng)離子和陰離子，在電場(chǎng)作用下它們將向相反方向移動(dòng),形成電流,產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象。因此電解質(zhì)溶液是一種離子導(dǎo)體。離子導(dǎo)體還包括熔鹽、固體電解質(zhì)、離子交換樹(shù)脂膜等，所以電解質(zhì)泛指有肯定離子導(dǎo)電性的物相。（1）電導(dǎo)電導(dǎo)是衡量金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電本領(lǐng)的物理量。用符號(hào)G表示，其SI單位是西門子，符號(hào)為S，1S＝1Ω—1電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，即（2）電導(dǎo)率均勻?qū)w在均勻電場(chǎng)中的電導(dǎo)與導(dǎo)體截面積A成正比，與其長(zhǎng)度l成反比。式中ρ為電阻率，其倒數(shù)為電導(dǎo)率，用表示，其SI單位為S·m—1、是電極距離為1m而兩極板面積均為1m2時(shí)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)，故有時(shí)亦稱為比電導(dǎo)。的數(shù)值與電解質(zhì)種類、溫度、濃度有關(guān).對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，溶液較稀時(shí)，電導(dǎo)率貌似與濃度成正比；濃度很大時(shí)，因離子間相互作用，電導(dǎo)率加添緩慢，并經(jīng)過(guò)一個(gè)極大值后下降。對(duì)于弱電解質(zhì)，由于起導(dǎo)電作用的僅是解離的那部分別子，而在濃度加添時(shí)，由于解離度減小，離子數(shù)量加添不多，所以弱電解質(zhì)電導(dǎo)率總的來(lái)說(shuō)，不大。二、電導(dǎo)與溶液濃度的關(guān)系雖然電導(dǎo)率已除去了電導(dǎo)池幾何結(jié)構(gòu)的影響，但它仍與溶液濃度或單位體積的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)。因此，無(wú)論是比較不同種類的電解質(zhì)溶液在指定溫度下的導(dǎo)電本領(lǐng)，還是比較同一電解質(zhì)溶液在不同溫度下的導(dǎo)電本領(lǐng)，都需要固定被比較溶液所包含的質(zhì)點(diǎn)數(shù)。這就引入了一個(gè)比更有用的物理量，稱為摩爾電導(dǎo)率。式中，c為電解質(zhì)溶液的物質(zhì)的量濃度，單位為mol·m—3，κ為電導(dǎo)率，單位為S·m—1，所以Λm的單位為S·m2·mol—1、Λm規(guī)定為相距為1m的兩個(gè)平行板電極之間裝有含1mol電解質(zhì)（基本單元）的溶液所具有的電導(dǎo)。①在使用摩爾電導(dǎo)率時(shí)，應(yīng)寫明物質(zhì)的基本單元。例如：濃度為10mol/m3的CuSO4溶液的電導(dǎo)率為0.1434S/m。一般情況下，取正、負(fù)離子各含1mol電荷作為電解質(zhì)的物質(zhì)的量的基本單元。小結(jié)：1、電導(dǎo)分析法原理2、電導(dǎo)與溶液濃度的關(guān)系作業(yè)：P511、2三、溶液電導(dǎo)的測(cè)量方法1、電阻分壓法測(cè)量電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)*常用的是電導(dǎo)儀。電導(dǎo)儀的測(cè)量原理完全不同于平衡電橋法，它是基于電阻分壓原理的一種不平衡測(cè)量法，下圖是DDS—11型電導(dǎo)儀測(cè)量原理的示意圖。穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定的直流電壓，供應(yīng)振蕩器和放大器，使它們?cè)诜€(wěn)定狀態(tài)下工作。振蕩器輸出電壓不隨電導(dǎo)池電阻的變化而變化，從而為電阻分壓回路供給一個(gè)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓E，電阻分壓回路由電導(dǎo)池和測(cè)量電阻串聯(lián)構(gòu)成。E加在該回路AB兩端，產(chǎn)生電流強(qiáng)度。依據(jù)歐姆定律可知：則式中G為電導(dǎo)池中溶液的電導(dǎo)。上式中E不變，Rm經(jīng)設(shè)定后也不變，所以電導(dǎo)G只是Em的函數(shù)。Em經(jīng)放大器后，換算成電導(dǎo)（率）值后顯示在指示器上。為了除去電導(dǎo)池兩電極間分布電容對(duì)的影響，電導(dǎo)儀中設(shè)有電容補(bǔ)償電路，它通過(guò)電容產(chǎn)生一個(gè)反向電壓加在Rm上，使電極間分布電容的影響得以除去。電導(dǎo)率儀的工作原理與電導(dǎo)儀相同，依據(jù)上式可知，當(dāng)Rm、E為定值時(shí)，也只是Em的函數(shù)，據(jù)此，即可在電導(dǎo)率儀的顯示屏上直接讀出溶液的電導(dǎo)率。下圖是國(guó)產(chǎn)DDS—11A型電導(dǎo)率儀的面板示意圖。DDS—Ⅱ型電導(dǎo)率儀其使用方法如下：（1）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)（位于儀器背面），待顯示屏顯示數(shù)字穩(wěn)定后即可工作。（2）將電導(dǎo)電極插入待測(cè)液體中，使液體完全浸沒(méi)電極。將“量程開(kāi)關(guān)”置于適當(dāng)位置（視液體電導(dǎo)率大小而定），調(diào)整“溫度補(bǔ)償”旋鈕，使其指示的溫度與液體溫度相同。（3）將“功能開(kāi)關(guān)”置于“校正”檔，調(diào)整“常數(shù)校正”旋鈕，使儀器顯示電導(dǎo)池系數(shù)值（電導(dǎo)池系數(shù)值見(jiàn)儀器背面）。（4）將“功能開(kāi)關(guān)”置于“測(cè)量”檔，則儀器顯示出被測(cè)液的電導(dǎo)率。測(cè)量結(jié)束后，用蒸餾水將電極沖洗干凈，浸泡在蒸餾水中。2、平衡電橋法測(cè)定電導(dǎo)在溶液中電離達(dá)到平衡時(shí)，其電離平衡常數(shù)Kc與濃度c和電離度a有以下關(guān)系它們之間關(guān)系：測(cè)定電路：四、影響溶液電導(dǎo)測(cè)量的因素1、電極極化的影響濃差極化：在電解過(guò)程中，電極相近某離子濃度由于電極反應(yīng)而發(fā)生變化，本體溶液中離子擴(kuò)散的速度又趕不上彌補(bǔ)這個(gè)變化，就導(dǎo)致電極相近溶液的濃度與本體溶液間有一個(gè)濃度梯度，這種濃度差別引起的電極電勢(shì)的更改稱為濃差極化.濃差極化的存在使溶液的接觸面之間沒(méi)有平衡狀態(tài)存在，造成誤差?；瘜W(xué)極化是由于電解物在電極與溶液之間形成電阻。除去濃差極化和化學(xué)極化的重要方法是用交流電源供電。2、電容的影響電容的存在會(huì)更改兩個(gè)極片間的電阻值，影響測(cè)量結(jié)果。除去方法一是加大兩極片間距離，從而加大溶液的電阻，二是加大電源的頻率。3、溫度對(duì)電導(dǎo)的影響溶液的電阻是隨