电导分析法的基本原理

第第页电导分析法的基本原理**节电导分析法的基本原理一、电解质溶液的导电性能电解质溶液和非电解质溶液的*显著的差别是：前者能够导电，后者不能。前者能够导电是由于电解质在水溶液中能够电离，生成阳离子和阴离子，在电场作用下它们将向相反方向移动,形成电流,产生导电现象。因此电解质溶液是一种离子导体。离子导体还包括熔盐、固体电解质、离子交换树脂膜等，所以电解质泛指有肯定离子导电性的物相。（1）电导电导是衡量金属导体和电解质溶液导电本领的物理量。用符号G表示，其SI单位是西门子，符号为S，1S＝1Ω—1电导是电阻的倒数，即（2）电导率均匀导体在均匀电场中的电导与导体截面积A成正比，与其长度l成反比。式中ρ为电阻率，其倒数为电导率，用表示，其SI单位为S·m—1、是电极距离为1m而两极板面积均为1m2时电解质溶液的电导，故有时亦称为比电导。的数值与电解质种类、温度、浓度有关.对于强电解质，溶液较稀时，电导率貌似与浓度成正比；浓度很大时，因离子间相互作用，电导率加添缓慢，并经过一个极大值后下降。对于弱电解质，由于起导电作用的仅是解离的那部分别子，而在浓度加添时，由于解离度减小，离子数量加添不多，所以弱电解质电导率总的来说，不大。二、电导与溶液浓度的关系虽然电导率已除去了电导池几何结构的影响，但它仍与溶液浓度或单位体积的质点数有关。因此，无论是比较不同种类的电解质溶液在指定温度下的导电本领，还是比较同一电解质溶液在不同温度下的导电本领，都需要固定被比较溶液所包含的质点数。这就引入了一个比更有用的物理量，称为摩尔电导率。式中，c为电解质溶液的物质的量浓度，单位为mol·m—3，κ为电导率，单位为S·m—1，所以Λm的单位为S·m2·mol—1、Λm规定为相距为1m的两个平行板电极之间装有含1mol电解质（基本单元）的溶液所具有的电导。①在使用摩尔电导率时，应写明物质的基本单元。例如：浓度为10mol/m3的CuSO4溶液的电导率为0.1434S/m。一般情况下，取正、负离子各含1mol电荷作为电解质的物质的量的基本单元。小结：1、电导分析法原理2、电导与溶液浓度的关系作业：P511、2三、溶液电导的测量方法1、电阻分压法测量电解质溶液的电导*常用的是电导仪。电导仪的测量原理完全不同于平衡电桥法，它是基于电阻分压原理的一种不平衡测量法，下图是DDS—11型电导仪测量原理的示意图。稳压器输出稳定的直流电压，供应振荡器和放大器，使它们在稳定状态下工作。振荡器输出电压不随电导池电阻的变化而变化，从而为电阻分压回路供给一个稳定的标准电压E，电阻分压回路由电导池和测量电阻串联构成。E加在该回路AB两端，产生电流强度。依据欧姆定律可知：则式中G为电导池中溶液的电导。上式中E不变，Rm经设定后也不变，所以电导G只是Em的函数。Em经放大器后，换算成电导（率）值后显示在指示器上。为了除去电导池两电极间分布电容对的影响，电导仪中设有电容补偿电路，它通过电容产生一个反向电压加在Rm上，使电极间分布电容的影响得以除去。电导率仪的工作原理与电导仪相同，依据上式可知，当Rm、E为定值时，也只是Em的函数，据此，即可在电导率仪的显示屏上直接读出溶液的电导率。下图是国产DDS—11A型电导率仪的面板示意图。DDS—Ⅱ型电导率仪其使用方法如下：（1）打开电源开关（位于仪器背面），待显示屏显示数字稳定后即可工作。（2）将电导电极插入待测液体中，使液体完全浸没电极。将“量程开关”置于适当位置（视液体电导率大小而定），调整“温度补偿”旋钮，使其指示的温度与液体温度相同。（3）将“功能开关”置于“校正”档，调整“常数校正”旋钮，使仪器显示电导池系数值（电导池系数值见仪器背面）。（4）将“功能开关”置于“测量”档，则仪器显示出被测液的电导率。测量结束后，用蒸馏水将电极冲洗干净，浸泡在蒸馏水中。2、平衡电桥法测定电导在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度a有以下关系它们之间关系：测定电路：四、影响溶液电导测量的因素1、电极极化的影响浓差极化：在电解过程中，电极相近某离子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极相近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差别引起的电极电势的更改称为浓差极化.浓差极化的存在使溶液的接触面之间没有平衡状态存在，造成误差。化学极化是由于电解物在电极与溶液之间形成电阻。除去浓差极化和化学极化的重要方法是用交流电源供电。2、电容的影响电容的存在会更改两个极片间的电阻值，影响测量结果。除去方法一是加大两极片间距离，从而加大溶液的电阻，二是加大电源的频率。3、温度对电导的影响溶液的电阻是随