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1、第七章、电化学第七章、电化学第第3节电导、电导率和摩尔电导率节电导、电导率和摩尔电导率主要内容:主要内容:n n1 1、电导、电导率、摩尔电导率、电导、电导率、摩尔电导率(重点重点)n n2 2、电导的测定、电导的测定n n3 3、电导率、摩尔电导率与浓度的关系、电导率、摩尔电导率与浓度的关系n n4 4、离子独立移动定律(重点)、离子独立移动定律(重点)n n5 5、电导测定的应用、电导测定的应用电导、电导率和摩尔电导率的定义 n n1、电导电导电导电导(electric conductanceelectric conductance)电导是描述导体导电能力大小的物理量,用电导是描述导体导电
2、能力大小的物理量,用G表表示,是电阻的倒数,其单位是示,是电阻的倒数,其单位是S(西门子)西门子)1S1-1-1n n电导电导G与导体的截面积成正比,与导体的长度与导体的截面积成正比,与导体的长度成反比。成反比。G=As/l电导、电导率和摩尔电导率的定义n2电导率:电导率:(electric conductivity)k=1/比例系数比例系数-电导率:电导率:SmSm-1-1n k k为单位截面积、单位长度的电导为单位截面积、单位长度的电导n对于对于电解质溶液电解质溶液而言,其而言,其电导率为相距电导率为相距1m1m、面积为、面积为1m1m2 2的两个平行板电极间充满电解质溶液时的电导。的两个
3、平行板电极间充满电解质溶液时的电导。n n 3 3、摩尔电导率摩尔电导率(mm):():(molar conductivitymolar conductivity)n定义定义:单位浓度的电导率(某溶液的电导率与其浓度单位浓度的电导率(某溶液的电导率与其浓度之比)之比)nmm=/c/c (7.3.37.3.3)单位)单位:为为SmSm2 2molmol-1-1n二、电导的测定二、电导的测定n电导的测定实际上是测量其电阻。可利用惠斯通电桥。电导的测定实际上是测量其电阻。可利用惠斯通电桥。三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系n1 1、电导率与浓度的关系、电导率与浓度的
4、关系na.a.强电解质溶液的电导率随着浓强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高,当浓度增加到度的增加而升高,当浓度增加到一定程度后,解离度下降,离子一定程度后,解离度下降,离子运动速率降低,电导率降低,如运动速率降低,电导率降低,如H H2 2SOSO4 4和和KOHKOH溶液。溶液。nb.b.中性盐由于受饱和溶解度的限中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高,如制,浓度不能太高,如KClKCl。nc.c.弱电解质溶液电导率随浓度变弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著,因浓度增加使其电离化不显著,因浓度增加使其电离度下降,粒子数目变化不大,如度下降,粒子数目变化不大,如醋酸。醋酸。三、电导率
5、、摩尔电导率与浓度的关系三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系n2 2、摩尔电导率与浓度的关系、摩尔电导率与浓度的关系 n浓度降低浓度降低,溶液的,溶液的摩尔电导率必定升高。摩尔电导率必定升高。摩尔电导率浓度的关系无论是强电解质还是弱电解质,其摩尔电导率均随浓度的降低而增大。离子独立运动定律和离子的摩尔电导率 n1.1.柯尔劳施离子独立运动定律柯尔劳施离子独立运动定律:n在无限稀释溶液中,每种离子独立移动,不受其它离子影响,在无限稀释溶液中,每种离子独立移动,不受其它离子影响,无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子的无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩尔电导率之和。摩
6、尔电导率之和。n对于电解质:对于电解质:C+A-+CZ+-AZ-n+、-阳、阴离子的化学计量数阳、阴离子的化学计量数n z+、z-阳、阴离子的电荷数(阴离子的电荷数为负值),阳、阴离子的电荷数(阴离子的电荷数为负值),n且:且:+z+=zn柯尔劳施离子独立运动定律数学表达式:柯尔劳施离子独立运动定律数学表达式:nm=+m,+m,-7-3-6 nm-无限稀释时电解质无限稀释时电解质C+A-的摩尔电导率的摩尔电导率nm,+-无限稀释时阳离子无限稀释时阳离子CZ+的摩尔电导率的摩尔电导率nm,-无限稀释时阴离子无限稀释时阴离子AZ的摩尔电导率的摩尔电导率离子独立运动定律和离子的摩尔电导率n2无限稀释时离子的摩尔电导率与离子迁移数的关系:无限稀释时离子的摩尔电导率与离子迁移数的关系:n离子的迁移数可看做是该离子的摩尔电导率占电解质的摩离子的迁移数可看做是该离子的摩尔电导率占电解质的摩尔电导率的分数,无限稀释时有尔电导率的分数,无限稀释时有 n注意:离子的注意:离子的m,+(m,-)需要指明基本单元,)需要指明基本单元,将一个电荷数为将一个电荷数为zB 的离子的的离子的1/zB作为基本单元,如:作为基本单元,如:K+、1/2Mg2+、1/3Al3+