電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率.ppt

1、7.3 電導(dǎo)，電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率,1. 幾個(gè)定義：,(1 S = 1 -1）,，定義,(2)電導(dǎo)率()，單位為 Sm-1,電導(dǎo)率的物理意義： 單位面積,單位長度的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。,(1)電導(dǎo)(G), 單位為S,(3)摩爾電導(dǎo)率(m): m = /c 單位為S. m2mol-1. 物理意義:1摩爾電解質(zhì)溶液在相距1米的平行電極間的電導(dǎo).,2. 電導(dǎo)的測定,惠斯通（Wheatstone）電橋：,Kcell= l /As 為電導(dǎo)池常數(shù),移動(dòng)D點(diǎn),例3,25時(shí)在一電導(dǎo)池中盛以濃度為0.02 mol/dm3的KCl溶液，測得其電阻為82.4 。若在同一電導(dǎo)池中盛以濃度為0.0025 mol/dm3的K

2、2SO4溶液，測得其電阻為326.0 。已知25時(shí)0.02 mol/dm3的KCl溶液的電導(dǎo)率為0.2768 S/m 。試求：(1) 電導(dǎo)池常數(shù)；(2)0.0025 mol/dm3 的K2SO4溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。,解：(1) 電導(dǎo)池常數(shù) Kcell (= l /As )= KCl/GKCl =KClRKCl = 0.276882.4 m-1 = 22.81 m-1 (2) 0.0025 mol/dm3 的K2SO4溶液的電導(dǎo)率 K2SO4= Kcell /RK2SO4=(22.81/326.0) Sm-1 = 0.06997 Sm-1 0.0025 mol/dm3 的K2SO4的溶液的

3、摩爾電導(dǎo)率 mK2SO4 = K2SO4/c = 0.06997/2.5 Sm2 mol-1 =0.02799 Sm2 mol-1,3.濃度對(duì)電導(dǎo)的影響,（2）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,摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系為 m = /c ，,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：,通過外推法得到,（3）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)確測得弱電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。,m 單位：S m2 mol-1,4. 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率,(1)柯

4、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：,（2）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,對(duì)于1-1價(jià)型的電解質(zhì),（離子遷移數(shù)可測）,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Li+、Na+、K+ 順序遞增；,H+、OH- 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H+、OH- 離子的極限摩爾電導(dǎo)的數(shù)值最大呢？,5. 應(yīng)用舉例 (1) 柯爾勞施公式

5、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。,例：由實(shí)驗(yàn)測定并外推知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是弱電解質(zhì)，實(shí)驗(yàn)外推法不易測準(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+ =

6、76.3410-4 Sm2mol-1,醋酸電離： CH3COOH = H+ + CH3COO- 解離前 c 0 0 解離平衡時(shí) c(1-) c c,(2)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)K,(3) 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)率可查表得到。 水的電導(dǎo)率相對(duì)不能忽略。,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

7、，即知其溶解度。,查表知：,(4) 檢驗(yàn)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，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：,查表得,（5）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)：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。,7.4 電解質(zhì)的平均離子活度因子及 德拜 - 休克爾（Debye-Hkel）極限公式,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：B =B +RTln aB 真實(shí)溶液: B= B.bB

8、/b 真實(shí)溶液化學(xué)勢: B =B +RTlnB =B +RTln(B .bB/b),設(shè)強(qiáng)電解質(zhì)C+A-完全電離 C+A- +Cz+ +-Az- 整體化學(xué)勢： = + RTln(1) 離子化學(xué)勢：+= + RTln+ -= -+ RTln- 又 =+- =（+ +- -） RTln（+-） RTln（+-） (2) (2)與(1)比較得：+-,令,定義離子的平均活度、平均活度系數(shù)與平均質(zhì)量摩爾濃度分別為：, (+-) +(b /b)+-(b-/b)- (+-b+ b-)/b (+-)(b+b-)/b b/b,可測 b由b可求 （強(qiáng)電解質(zhì)）,作業(yè)：7，10，13,例：實(shí)驗(yàn)測得25時(shí)0.1 mol/kg H2SO4= 0.265,求H2SO4的 活度。 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,其它價(jià)型依定義式類推,NaNO3 z+1 z-1