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同学你好
我们本节学习电导的测定及应用
我们分两部分来讲
首先介绍电导的测定方法
第二部分来介绍电导测定的应用
首先来学习一下电导的测定方法
如图所示
这是一个测定溶液电导的惠斯通电桥
AB为均匀的滑线电阻
R1为可变电阻
Rx为我们的待测电阻里面装着待测的电解液
K为可变电容
T电流检零器
S是一个交流电源
我们利用惠斯通电桥来测溶液的电导
我们将移动接触点C使CD间电流为零
也就是检流表示数为零
这时候惠斯通电桥达到平衡
我们可以列出电势关系
R1乘以I1等于R3乘以I2
另外一条支路
Rx乘以I1等于R4乘以I2
进一步我们可以列出电阻的关系
我们通过R1R3R4已知电阻
可以求出我们需要的待测电阻Rx
电导应该等于Rx的倒数
这样我们就可以求算出电导
那么电导率我们可以写成下面的形式
其中L比上A对于固定的电导池来说
它是一个常数
我们称为电导池常数
我们可以通过测量
知道一个固定电导池的电导池常数
通常我们在实验中会利用已知电导率的液体
放入到固定电解池中
求算出电导池常数
然后再将待测液放入
最后求算出我们所需要的电导率
接下来讲电导测定的应用
首先第一个应用就是
计算弱电解质的解离度及解离常数
我们知道在弱电解质中
无限稀释的摩尔电导率
反映了其全部解离
且离子间没有相互作用力时候的导电能力
而摩尔电导率反映了其部分解离
且离子间有一定相互作用时候的电导率
再电离度比较小的时候
那么离子间的作用力就可以忽略不计
这个时候无限稀释的摩尔电导率和摩尔电导率
可以看成是由部分电离和全部电离
产生的离子数不同所导致的
所以对于弱电解质来说
它的电离度可以写成
摩尔电导率比上无限稀释的摩尔电导率
对于1-1价型的电解质
比如说醋酸
我们设它的浓度为C作为起始浓度
在它水中电离的时候
醋酸可以电离出氢离子和醋酸根离子
再解离之前醋酸的浓度为C
氢离子和醋酸根离子都为零
在解离达到平衡的时候
我们可以写出它们的物质的量的关系
醋酸可以写成C乘以1减α
氢离子浓度可以写成C乘以α
醋酸根浓度还是C乘以α
那么解离常数的表达式可以写成下面的式子
KC等于生成物的浓度比的平方比上
反应物的浓度
我们将之前的摩尔电导率
与解离度之间的关系带入
可以得到摩尔电导率
与无限稀释摩尔电导率的表达式
这样我们可以通过测定摩尔电导率
和无限稀释的摩尔电导率
最后求算出平衡常数解离常数
电导测定的第二个应用
是计算难溶盐的解离度
难溶盐因为在溶液中浓度是非常低的
所以水的电导率也占有一定的比例
这个时候水的电导率不能忽略
我们可以用预先测定的电导率的高纯水
来配制待测的难溶盐的饱和溶液
那么所测的饱和溶液电导率我们可以写成
难溶盐的电导率加上水的电导率
因为难溶盐它的溶解度非常小
而盐是强电解质
所以它的饱和溶液
我们在这里摩尔电导率
可以近似看作是等于无限稀释的摩尔电导率
因此摩尔电导率它的定义是电导率比上浓度
我们想求算其中的浓度
将这个数学表达式整理为к比上摩尔电导率
再进一步整理为电导率
比上无限稀释的摩尔电导率
这里需要注意的是所取的离子的基本单元
在摩尔电导率与浓度中应是一致的
我们通常会选择基本元电荷作为基础单元
电导测定的第三个应用就是电导滴定
我们可以利用滴定过程中
溶液电导的变化的转折来确定滴定终点
我们先给出强碱滴定强酸
氢氧化钠滴定盐酸的例子
我们从图中可以看到它的曲线变化
在滴定之前
溶液中有氢离子和氯离子
它的导电性很强
在逐渐加入氢氧化钠之后
这个时候会生成酸碱中和水溶液
在终点之前
溶液中含有氢离子钠离子和氯离子
由于氢离子的运动速度要快于钠离子
因此在这个反应中可以看作是
电导率较低的钠离子
去替代电导率较高的氢离子
因此在滴定的过程中
我们发现电导率是呈下降的趋势
在滴定终点的时候
电导率下降到最低
是生成了水和氯化钠溶液
在过滴定终点B的时候
继续加入氢氧化钠
这个时候氢氧化钠过量
氢氧根是导电性非常强的离子
可以看到它的电导率继续上升
那由此我们可以看
B点所对应的氢氧化钠的体积
来计算我们待测的盐酸溶液的浓度
我们接下来举这个例子
是强碱滴定弱酸的例子
用氢氧化钠来滴定醋酸
在滴定之前
溶液中含有醋酸分子
部分电离成氢离子和醋酸根离子
这个时候电导率较小
我们逐渐的加入氢氧化钠溶液
加入强电解质
这时候引入了钠离子
电导率缓慢上升
当达到滴定终点时
生成了水
溶液中含有钠离子和醋酸根离子
在过B’滴定终点之后
我们发现氢氧化钠过量
使整个体系的电导率快速上升
因此转折点B’就是滴定终点
我们依然可以利用
滴定终点的氢氧化钠的体积来计算醋酸的浓度
好
本节就讲到这里
-绪论
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--绪论
-1.1 原电池与电解池
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--原电池与电解池
-1.2 离子的迁移数与迁移速率
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-1.3 电导、电导率和摩尔电导率
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-1.4 离子独立移动定律
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--离子独立移动定律
-1.5 电导的测定及应用
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--电导的测定及应用
-1.6 强电解质溶液理论
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--强电解质溶液理论
-1.7 可逆电池
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--可逆电池
-1.8 电池设计
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--电池设计
-1.9 可逆电池热力学
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--可逆电池热力学
-1.10 电极电势和液体接界电势
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-1.11 电池电动势
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--电池电动势
-1.12 极化作用
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--极化作用
-1.13 金属的电化学腐蚀、防腐和钝化
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-1. 电化学--习题
-2.1 化学动力学概述
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--化学动力学概述
-2.2 化学速率，速率方程和反应级数
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-2.3 基元反应和质量作用定律
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-2.4 一级反应
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-- 一级反应
-2.5 二级反应
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--二级反应
-2.6 零级反应和n级反应
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-2.7 反应级数测定方法
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--反应级数测定方法
-2.8 温度对反应速率的影响
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-2.9 活化能和指前因子
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--活化能和指前因子
-2.10 典型复杂反应——平行反应
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-2.11 典型复杂反应——对峙反应
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-2.12 典型复杂反应——连锁反应
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-2.13 速率方程近似处理方法
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-2.14 气体反应碰撞理论
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--气体反应碰撞理论
-2.15 过渡态理论
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--过渡态理论
-2.16 链式反应
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--链式反应
-2.17 光化学反应（一）
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--光化学反应（一）
-2.18 光化学反应（二）
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--光化学反应（二）
-2.19 催化作用原理
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--催化作用原理
-2. 化学动力学--习题
-3.1 表面张力
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--表面张力
-3.2 弯曲表面上的附加压力
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-3.3 物质的亚稳状态
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--物质的亚稳状态
-3.4 液固界面
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--液固界面
-3.5 溶液表面的吸附
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--溶液表面的吸附
-3.6 表面活性剂
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--表面活性剂
-3.7 固体表面
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--固体表面
-3.8 表面吸附方程
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--表面吸附方程
-3.9 分散系统和胶体
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--分散系统和胶体
-3.10 胶体的性质（1）
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--胶体的性质（1）
-3.11 胶体的性质（2）
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--胶体的性质（2）
-3. 表面化学与胶体--习题
-4.1 概述
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-- 概述
-4.2 Boltzmann 统计
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-4.3 撷取最大项
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--撷取最大项
-4.4 最概然分布
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-- 最概然分布
-4.5 a, b值的推导
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--a, b值的推导
-4.6 Boltzmann 公式的讨论
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-4.7 配分函数
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--配分函数
-4.8 配分函数的分离
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-4.9 原子核配分函数
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-4.10 电子配分函数
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--电子配分函数
-4.11 平动配分函数
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--平动配分函数
-4.12 单原子理想气体热力学函数
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-4.13 转动配分函数
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-- 转动配分函数
-4.14 振动配分函数
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--振动配分函数
-4.15 分子的全配分函数
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--分子的全配分函数
