物化朱文涛29电导.pptVIP

* * 作业：9，16，11； AI25.2 25.17 (AII 26.2 26.17) 阅读： AI25.1 Appendix 25A (AII 26.1 Appendix) 8－3 电解质溶液的导电能力 (Conductibility of electrolyte solution) 一、电导和电导率 (Conductance and conductivity) 对金属导体，习惯用R表示导电能力： 对电解质溶液，习惯用 1/R：即 + _ I l A G：电导，?-1 or S(西门子) ?：电导率， S.m-1 (1) 意义：A＝1m2，l＝1m时溶液柱的电导。 导电能力决定于：（1）离子（电荷）数目N；（2）uB 二、摩尔电导率 (Molar conductivity) 1. 定义： ?m：电解质的摩尔电导率，S.m2.mol-1 c: 电解质浓度，mol.m-3 ?： S.m-1 + _ I 1m 2. ?m的物理意义： 若取l＝1m 只考虑数值 ∴ ?m相当于将含1mol电解质的溶液置于两个相距1m的平行板电极之间，此时溶液所具有的电导。 (2) ?与c有关(自学)： 强电解质：c↑ N↑u↓ ∴ ? ↑ or ?↓ 弱电解质：c对?影响很小 3. ?m与c的关系 ∵ ，而?与c有关，∴ ?m与c有关 ?m HCl NaOH HAc (1) 强电解质： ① c↑ ?m↓ (∵uB↓) ② 稀浓度范围内， 呈线性关系－Kohlrausch经验规则 (2) 弱电解质： ① ?m～c近似双曲线 ② 稀浓度范围内， ?m对c十分敏感 (∵c↓ ?↑ N ?? ) 所以， ?m不是电解质的本性 为什么引入?m ： ?m指1mol电解质的导电能力，当全电离时，正负离子均有1mol。这为不同电解质比较导电能力奠定了基础。 4. 极限摩尔电导率： 定义：c→0时， ?m∞ 意义： ?m∞代表离子间无静电作用时1mol电解质的(最大)导电能力，所以?m∞是电解质导电能力的标志。 ?m∞(298K)可查手册。强电解质?m∞的可由试验外推。 R l A sln 电导池 三、摩尔电导率的测量 (Measurement of ?m) ?m与其他电学量一样，可通过基本电学量I，U，R，Q等的测量求得。不同点是应在电导池中测量。 原理： (其中c已知) 求? R：Weston电桥测 l/A：电导池常数(Cell const.)，由某个?已知的溶液(KCl)测其电阻求得。 可见， ?m的测量方法为：选电导池→注入某KCl标准溶液→测R(KCl) →查?(KCl) →用该电导池测Rx 现在多用电导率仪直接测? 四、摩尔电导率的决定因素(The decisive factors of ?m) 设含1mol电解质的溶液中的离子数(电荷数)为N， (∵两种离子的u不同) (α为电离度) 而 ∴ ① α代表离子数目， u+＋u－代表离子电迁移快慢 ② 适用于任意电解质溶液。对强电解质溶液 (∵ α=1) 上式记作 则 8－4 单个离子对电解质溶液导电能力的贡献 一、导电能力的加和性质 (The addition of conductibility) 1. G的加和性： Q=Q++Q－，即正负离子相当于并联 2. ?的加和性： ∵ ?是特定条件(l=1m, A=1m2)下的电导 ∴ ① ?+和?－分别代表正负离子对电导率的贡献 ② 不难理解 可以证明 同理 3. 离子的摩尔电导率和摩尔电导率的加和性 (1) 定义： λ+(λ－)意义：在相距1m的电极之间1mol 对电导的贡献。 (2) 加和性： (∵ ) ① ：溶液中正离子对?m的贡献 ：溶液中负离子对?m的贡献 ② 对强电解质：(α＝1) (3) 求取 ① 所以 可通过测u+(u－)得到λ+(λ－) ② 对强电解质： 可通过测?m和tB得到λB ∵ GB、 ? B、 λB均与 μB有关， ∴它们均不是B本身的性质 二、离子的极限摩尔电导率 (Molar conductivity of ion at infinite dilution) 1. 定义：c→0时， ?+∞(?－∞) 2. 离子独立迁移定律： 3. λB∞的求取：测uB∞， λ∞(298K)可查手册 4. 弱电解质的?m∞ ： (1) 可直接查表： ?m∞ ＝λ+∞ ＋λ－∞ (2) 可通过测强电解质的?m∞求得： 例如： 三者均可用外推法得到 *