第5章 电导分析法

1、Conductometric Analysisl电导分析法含义电导分析法含义 l电导分析法分类电导分析法分类l 电导分析法特点电导分析法特点一、电导和电导率一、电导和电导率 1. 导体及其分类导体及其分类 第一类导体：电子导体第一类导体：电子导体第二类导体：离子导体或电解质导体第二类导体：离子导体或电解质导体 电子导体的导电能力一般比离子电子导体的导电能力一般比离子导体要大得多，为方便起见，第一类导体要大得多，为方便起见，第一类导体采用电阻量度物体的导电能力、导体采用电阻量度物体的导电能力、第二类导体采用电阻的倒数（即电导）第二类导体采用电阻的倒数（即电导）来表明其导电能力。来表明其导电能力。

2、 RG1 第一类导体和第二类导体符合第一类导体和第二类导体符合欧姆定律。欧姆定律。 欧姆定律欧姆定律AlR2. 2. 电导和电导率电导和电导率lAG电导率电导率的物理意义：的物理意义：当当A=1cm2，l=1cm时正立方体液时正立方体液柱（单位体积导体）所具有的电导柱（单位体积导体）所具有的电导;或相当于或相当于1cm3 溶液在溶液在距离为距离为1cm的两电极间所具有的电导的两电极间所具有的电导 G = / 3. 3. 影响电导率的因素影响电导率的因素电解质溶液的性质电解质溶液的性质电解质溶液的浓度：浓度增大电解质溶液的浓度：浓度增大温度：温度升高，离子迁移速度加快温度：温度升高，离子迁移速度

3、加快, 增大增大 电导法要求恒温条件下进行电导法要求恒温条件下进行组成电离度离子电荷数离子迁移速度单位体积离子数目单位体积离子数目 增加增加, 增大增大离子间相互作用加离子间相互作用加 强强,离子迁移速离子迁移速 度变慢度变慢, 减小减小 1. 1. 含义含义 在间隔为在间隔为1cm的两块平行的大面积电极之间含有的两块平行的大面积电极之间含有1 mol的电解质溶液时该体系所具有的电导，称该溶的电解质溶液时该体系所具有的电导，称该溶液的摩尔电导，用符号为液的摩尔电导，用符号为表示表示. 2. 2. 计算公式计算公式 设浓度为设浓度为C mol L-1体积为体积为Vcm3电解质电解质l mol，则

4、，则 =V = 1000 / C 的单位是的单位是Scm2mol-1 3. 3. 影响因素影响因素 电解质溶液的性质电解质溶液的性质电解质溶液的浓度电解质溶液的浓度温度：温度升高温度：温度升高, 增大增大溶液摩尔电导与浓度关系溶液摩尔电导与浓度关系从从 = 1000 / C 可知可知, C 减小减小, ,增大增大,当浓度小到一定程当浓度小到一定程度（无限稀释）时度（无限稀释）时,其值达到恒定其值达到恒定1. 1. 定义定义 无限稀释时溶液的摩尔电导，称极限摩尔无限稀释时溶液的摩尔电导，称极限摩尔电导，用电导，用0表示。表示。 2. 2. 离子独立运动定律离子独立运动定律 在无限稀释时在无限稀释

5、时,所有电解质全部电离，而且离所有电解质全部电离，而且离子间一切相互作用力均可忽略，因此离子在一定子间一切相互作用力均可忽略，因此离子在一定电场作用下的迁移速度只取决于该离子的本性而电场作用下的迁移速度只取决于该离子的本性而与共存的其它离子的性质无关。与共存的其它离子的性质无关。由于无限稀释时离子间一切作用力均可忽略由于无限稀释时离子间一切作用力均可忽略,所以电解质的摩尔电导（所以电解质的摩尔电导（ 0 ）应是正负离子）应是正负离子单独对电导所提供的贡献单独对电导所提供的贡献离子摩尔电导离子摩尔电导 0+ 和和0- 的简单加和值的简单加和值 0= 0+0- 0+和和0- 分别代表无限稀释的溶液

6、中正离分别代表无限稀释的溶液中正离子和负离子的离子摩尔电导子和负离子的离子摩尔电导任一种离子在指定温度下任一种离子在指定温度下0为定值。为定值。Al1. 1. 测量原理测量原理 首先将一对表面积为首先将一对表面积为A(cm2)、相距为、相距为l (cm)的电极插入标准氯化钾溶液（的电极插入标准氯化钾溶液（查表知）中查表知）中,测定测定其电阻其电阻(R)，求出电导池常数（，求出电导池常数（ ）。）。= /G = R 再求出未知溶液的电导率（再求出未知溶液的电导率（x）. x = Gx = 1/Rx 2. 2. 测量方法测量方法 测量电阻方法是采用惠斯登电桥平衡法。测量电阻方法是采用惠斯登电桥平衡

7、法。 桥中零电流指示器不宜采用直流检流计桥中零电流指示器不宜采用直流检流计, ,而改而改用耳机或示波器用耳机或示波器在相邻的某一臂并联一个可变电容在相邻的某一臂并联一个可变电容, ,补偿电导补偿电导池的电容池的电容为了降低极化至最小程度为了降低极化至最小程度, ,应采用镀铂黑的铂应采用镀铂黑的铂片做为电导电极片做为电导电极 另一种电阻测定的方法是电阻分压法另一种电阻测定的方法是电阻分压法与金属导体电阻测量不同之处与金属导体电阻测量不同之处：测量时应以交流电作为电源，不能使用直流电测量时应以交流电作为电源，不能使用直流电一、直接电导法一、直接电导法 直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关直接根据溶

8、液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法，叫做直接电导法系来进行分析的方法，叫做直接电导法 直接电导法主要应用于水质纯度的鉴定以直接电导法主要应用于水质纯度的鉴定以及生产中某些中间流程的控制及自动分析及生产中某些中间流程的控制及自动分析 1. 水质纯度的鉴定水质纯度的鉴定 由于纯水中的主要杂质是一些可溶性的无机由于纯水中的主要杂质是一些可溶性的无机盐类，它们在水中以离子状态存在，所以通过测盐类，它们在水中以离子状态存在，所以通过测定水的电导率，可以鉴定水的纯度，并以电导率定水的电导率，可以鉴定水的纯度，并以电导率作为水质纯度的指标。作为水质纯度的指标。 普通蒸馏水的电导率约为普通蒸馏水的电

9、导率约为 210-6 Scm-1，离，离子交换水的电导率小于子交换水的电导率小于510-6 Scm-1。 值得注意的是，水中的细菌、悬浮杂质和某值得注意的是，水中的细菌、悬浮杂质和某些有机物等非导电性物质对水质纯度的影响，很些有机物等非导电性物质对水质纯度的影响，很难通过直接电导法测定。难通过直接电导法测定。2. 合成氨中一氧化碳与二氧化碳的自控监测合成氨中一氧化碳与二氧化碳的自控监测 在合成氨的生产流程中，必须监控一氧化碳在合成氨的生产流程中，必须监控一氧化碳和二氧化碳的含量因为当其超过一定限度时，和二氧化碳的含量因为当其超过一定限度时，便会使催化剂铁中毒而影响生产的进行在实际便会使催化剂铁

10、中毒而影响生产的进行在实际生产过程中，可采用电导法进行监测生产过程中，可采用电导法进行监测 3. 钢铁中碳和硫的快速测定钢铁中碳和硫的快速测定 4. 大气中一些气体污染物的监测大气中一些气体污染物的监测 5. 有关物理化学常数的测定有关物理化学常数的测定 弱电解质电离度和离解常数的测定弱电解质电离度和离解常数的测定溶度积的测定溶度积的测定HAc = H+ + Ac-c(1- ) c c 1)1 (2ccccKa025 C时，时，实验测定实验测定AgBr饱和水溶液的电导率饱和水溶液的电导率: =1.57610-6 S/cm纯水的电导率：纯水的电导率： =1.51910-6 S/cm校正后校正后A

11、gBr的电导率：的电导率： AgBr =5.710-8 S/cm4 .78;9 .610Br0AgL/g10827. 810001000500ocKsp=(4.06 10-7) 2 =1.648 10-13 电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点在滴定过程中，滴定剂与溶化来确定滴定终点在滴定过程中，滴定剂与溶液中被测离子生成水、沉淀或难离解的化合物，液中被测离子生成水、沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在计量点时滴定曲线使溶液的电导发生变化，而在计量点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点上出现转折点，指示滴定终点 电导滴定法一般

12、用于酸碱滴定和沉淀滴定电导滴定法一般用于酸碱滴定和沉淀滴定, 但不适用于氧化还原滴定和络合滴定，因为在氧但不适用于氧化还原滴定和络合滴定，因为在氧化还原或络合滴定中，往往需要加入大量其它试化还原或络合滴定中，往往需要加入大量其它试剂以维持和控制酸度，所以在滴定过程中溶液电剂以维持和控制酸度，所以在滴定过程中溶液电导的变化就不太显著，不易确定滴定终点导的变化就不太显著，不易确定滴定终点1. 1. 酸碱滴定酸碱滴定电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶液电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶液不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提高方不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提高方法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般是十倍于被滴液的浓度是十倍于被滴液的浓度 酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的酸或碱（酸或碱（K=10-10），如硼酸、苯酚、对苯二酚），如硼酸、苯酚、对苯二酚等，并能用于滴定弱酸盐