物理化学-第五章PPT课件

2020/6/1，物理化学多媒体教学课件，第5章电解质溶液，第5章电解质溶液，2020/6/1，第5章电解质溶液，5.1离子的电迁移，5.2电导率及其应用，5.3强电解质溶液的活性和活性系数，5.4强电解质溶液理论，2020/6/1，5.1离子的电迁移，法拉第电解质溶液电导率定律，离子电迁移，2020/6/1，1。电解质溶液的导电机理，电解质溶液：离子迁移和导电，在电场力下：Cu2迁移到阴极，C1迁移到阳极，电流继续形成回路，2020/6/1，2。法拉第定律，(5-1)，Q通过电极的电量(C)；n-在电极上反应的物质的量(摩尔);|Z|离子电荷量的绝对值；f法拉第常数，其值为96485Cmol-1。(1)公式(5-1)是法拉第定律，它反映了在电极上反应的物质的量和通过电极的电量之间的定量关系。(2)根据法拉第定律，我们可以计算出物质在电极上反应的条件。2020/6/1，3。离子电迁移。在直流电场的作用下，电解液中的正负离子分别向不同的电极移动离子电迁移。离子迁移率，(5-2)，离子迁移率，电位梯度，式(5-2)中的U称为离子迁移率，其物理含义是当电位梯度为单位值时的离子迁移率，其单位为m2V-1s-1。U值的大小反映了离子性质对离子迁移的影响。2020/6/1，3。离子电迁移，离子迁移数，定义：离子迁移数-电解质溶液中各种离子的导电份额或百分比，以tB表示。QB-B离子传输量Q-通过溶液的总电量。对于仅含一个正离子和一个负离子的电解质溶液，正离子和负离子的迁移数分别为t t t-=1，迁移数与迁移率的关系为2020/6/1，5.2电导及其应用。电导率、电导率和摩尔电导率的测定电导率、摩尔电导率与强电解质溶液浓度的关系离子独立运动定律和离子摩尔电导率测定的应用是2020/6/1，1。电导率，电导率和摩尔电导率，电导率G，溶液电导率G与电极的横截面积成正比，与两个电极之间的距离成反比。电极面积，两个电极之间的距离；2020/6/1，1。电导率、电导率和摩尔电导率、电导率、电导率的定义在图5-2中，两个被1m隔开的区域是电极之间溶液电导率的1m2，(5-5)，单位是SM-1。对于确定的导电电极，L和A值是固定的，并且L/A=KCELL-电极常数或电导池常数，并且该值可以通过具有已知电导率的标准KCl溶液来校准。2020/6/1，1。电导率、电导率和摩尔电导率、摩尔电导率 m，图5-3摩尔电导率的定义，1摩尔电解质溶液在相距1 m的两个平行电极之间的电导率，1摩尔电解质溶液的体积V=1/C， m单位为Sm2mol-1；c是溶液中电解质的浓度，单位是摩尔-3。2020/6/1，2。电导率的测定，图5-4电导率测定示意图。当电桥平衡时：R/R1=R4/R3，R=R1R4/R3，电导率：G=1/R=R3/R1R4，2020/6/1，3。强电解质溶液电导率、摩尔电导率与浓度的关系、电解质溶液电导率与浓度的关系、强电解质：先C后C和弱电解质：C影响不大。2020/6/1，3。电导率、摩尔电导率与强电解质溶液浓度的关系，摩尔电导率与强电解质溶液浓度的关系。强电解质的 m随着c的降低而增加。对于极稀浓度的强电解质溶液：-无限稀释的摩尔电导率，2020/6/1，4。离子独立运动定律和离子的摩尔电导率，与共存的负离子无关，(钾盐)-锂盐)=常数。当无限稀释时，正离子的导电性与共存的负离子无关。不管共存的正离子是什么，(氯化物)-(硝酸盐)=常数，条件推论1当电解质被无限稀释时，电解质的摩尔电导率是组成电解质的正负离子的无限稀释摩尔电导率的代数和。据推断，2个离子的无限稀释摩尔电导率取决于离子特性，并且在某些条件下是恒定的，例如溶剂和温度。2020/6/1，4。离子的独立运动定律和离子的摩尔电导率，表5.2无限稀释(298K)中某些离子的摩尔电导率，(1)离子电荷相同，如钾、钠、锂，水合半径越大，无限稀释中离子的摩尔电导率越小。(2)氢和羟基特别大。这是因为在电场的作用下，氢和氢氧化物在相邻水分子之间传递电荷。图5-7H和oh-in电场的传输模式，2020/6/1，5。电导率测量在水纯度检测中的应用。纯水只是轻微电离。在298K:纯水的电导率：5.510-6Sm-1，蒸馏水和去离子水的电导率：110-4sm-1。当水被杂质离子污染时，电导率会增加。电导率值越高，污染越严重。因此，可以通过测量电导率来检查水的纯度。2020/6/1，在终点之前：随着氢氧化钠的加入，电导率略有增加。图5-8电导滴定曲线，电导滴定，一种利用滴定-电导滴定过程中系统电导的变化来判断滴定终点的方法。5。电导测量的应用，2020/6/1，5。电导测量的应用，求出弱电解质的电离度，浓度为C时弱电解质的m-部分电离时的电导率，无限稀释时弱电解质的电导率-完全电离时的电导率，(5-10)，-浓度为C时弱电解质的电离度，2020/6/1，5。电导测量的应用，不溶性盐的溶解度和溶度积，溶液不溶性盐饱和溶液的电导率；中使用的水的电导率。(5-11)，活度和活度系数2020/6/1，5.3强电解质溶液，影响离子平均活度系数的活度和活度系数因素，2020/6/1，1。活性和活性系数，任何强电解质，a和a-分别是正离子和负离子的活性；和-分别是正离子和负离子的活度系数，(5-12)，2020/6/1，1。活性和活性系数。如果单个离子的活性很难用实验来测量，那么定义如下：A是离子的平均活性；是平均活度系数。m是平均摩尔浓度；(5-13)，(5-14)，2020/6/1，2。影响离子平均活度系数的因素，表5.3水溶液(298K)中某些电解质的平均活度系数，(1)当离子价态相同时，稀溶液中离子的平均活度系数随浓度的降低而增加，无限稀释时接近1。(2)离子电荷数对有很大影响。2020/6/1，2。影响离子平均活度系数的因素。1921年，路易斯提出离子强度I，其中MB是溶液中离子B的摩尔数，ZB是公式(5-15)中离子B的电荷量。(5-15)，刘易斯提出了和的经验公式：在公式(5-16)中，A是一个常数，它与温度和溶剂类型有关。(5-16)，2020/6/1，5.4强电解质溶液理论，离子大气模型德拜-肖克尔极限公式，2020/6/1，1。离子大气模型，2020/6/1，2。德拜-肖克