仪器分析第3节电导分析法电导分析法.pptxVIP

仪器分析 江西环境工程职业学院 王秀林; 电导分析法;第一节 电导分析法基本原理; 电解质溶液能导电，而且当溶液中离子浓度发生变化时，其电导也随之发生变化。用电导来指示溶液中离子的浓度就形成了电导分析法。 电导分析法:依据物质电导与浓度之间的关系，确定待测组分含量的方法。;一、电导及电导率;在温度、压力等条件不变时，电解质 溶液的电阻不仅取决于溶液的固有导 电能力，而且与电极的截面积成反比， 与两电极间的距离成正比，即：;电导：衡量导体导电能力的物理量，与电阻互为倒数关系。 G = 1/R = I / V 单位：西门子 S，1 S=1 ?-1=1 A/V 1 mS=10-3 S 1 μS= 10-6 S ;电导率：单位体积的导体所具有的电导。 电导率是电阻率的倒数，用σ表示： σ=1/ρ（单位：S?cm-1） G = σ ? A / l 用电导率直接来衡量导电能力。 ;电导与电导率的数值可以通过电导池测得。 电导池常数：电导池装置一定，面积A与l固定不变，因此l /A为定值，用Q来表示 Q =l / A （单位：m-1） σ = Q?G 当Q一定时，求出溶液的电导G，就可求出溶液的电导率σ。 ;解：已知A=1.25×10-4 m2, l=0.105 m, R=1995.6 Ω 电导池常数 m-1 由 G=1/R，σ = Q?G 得 σ = Q /R=840/1995.6=0.421 S·m-1; 由于两极间的距离及板的横截面积不好测量，所以电导率不能直接准确测得，一般是用已知电导率的标准溶液测出其电导池常数，再测出待测液的电导率。 ;图中出现极大值的原因： 电导率的大小与溶液中离子数目和离子间相互作用力。 两种因素相互制约。;二、摩尔电导率与极限摩尔电导率 1、摩尔电导率(λ)： 定义: 两块平行的大面积电极相距1cm时，它们之间有1mol的电解质溶液，此时该体系所具有的电导，用符号λ表示。 它与电导率的关系为： ; 例2：某电导池内装有两个直径为4.0×10-2m并相互平行的圆形电极，电极之间的距离为0.12m，若池内盛满浓度为0.1mol·L-1 的AgNO3溶液，并施加20V电压，则所测电流强度为0.1976A。试计算电导池常数、溶液的电导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。;解:已知A=3.14×4×10-4=1.256×10-3 m2, l=0.12 m, c=0.1 mol·L-1=100 mol·m-3 电导池常数Q=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5 m-1 溶液的电导 G = I/V=9.88×10-3 S 电导率： σ =G·Q=9.88×10-3×95.5=0.943 S·m-1 摩尔电导率： λ= σ /c=9.43×10-3 S·m2·mol-1 ;2、摩尔电导率与电导率的比较;电导率和摩尔电导率随浓度的变化;极限摩尔电导率(λ0)： 定义:当电解质溶液无限稀释后，摩尔 电导率得到最大值，此值称为无限稀 释摩尔电导率，用符号λ0表示。 λ0不随浓度而改变，因此它可以作为电解质溶液导电能力的特征常数。;电解质溶液的电导与其浓度关系的理论解释 1、弱电解质: 电离理论---摩尔电导率随浓度的增大而降低由于电解质电离度减少的缘故。 2、强电解质：离子互吸理论---电解质中每个中心离子都被带有相反电荷离子和溶剂化分子包围形成离子氛。当中心离子不做运动时，离子氛处于稳定状态，球形对称。当中心离子在外电场的作用下移动时，离子氛对称性受到破坏。;; 电导是电阻的倒数，因此测量电导的方法和测量电阻的方法基本相同。经典的测量方法是采用惠斯特电桥法测量盛有电解质溶液的电阻。 ;一、电导仪 包括电导池、测量电源、测量电路及指示器等部分。;1、电导池：电极有一对具有固定面积和位置的平行片组成 铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒，减小极化效应和电容干扰。但由于铂黑颗粒对溶液中某些反应可能有催化等作用的影响，并且可能从溶液中吸附大量 的溶质而改变其浓度，有时 用光亮铂片电极。;2、测量电源：交流电源 3、测量电路：;普通电导法测量中，为什么以交流 电源对电导池供电为