物理化学 电解质溶液 知识总结说课材料

第五章电解质溶液

前言

1. 电化学在现代生活中应用十分广泛，主要工艺有电解和电镀

2. 导体可分为电子导体和离子导体，顾名思义电子导体是由电子承担导电作用，温度升高，电阻增大（如金属）。离子导体则刚好相反，且是由离子承担导电作用。

第一节法拉第定律

一：法拉第定律（3）

1.定律内容：

再电极界面上析出的物质的物质的量与通入的电荷量成正比。若将几个电极串联起来（通过电量相同）且所选取的基本单位也相同，那么析出的物质的物质的量也相同。

2.计算公式：

Q=nZF 其中F为常量，数值等于96500 C/mol

3.基本粒子的选取：

注意法拉第定律中的物质的量和摩尔质量都是指基本单元的物质的量和摩尔质量。我们规定用带电量为元电荷的粒子作为基本单元，例

如H+和

2

4

2

1

SO

都可以做为基本单元。

二：离子的电迁移1.离子淌度：

我们定义离子的迁移速率与两极间的电势差和极间距的商的乘积成正比，公式为u=U(dE/dl)。其中U 为离子迁移速率。(dE/dl)称为电势梯度。我们可以用离子淌度表示离子的流动性。

2. 离子迁移数：

我们定义一段时间内某离子通过产生的电量与总电量的比值叫做离子迁移数。公式为t’=Q’/Q 此外还要知道两件事：

（1） Q 总=Q 正+Q 负

（2） t 正+t 负=1

第二节 电导和电导率

一：基本概念

1. 电导：电阻的倒数成为电导，表示通电能力强弱

（溶液的电导是各离子电导的和）

2. 电导率：电阻率的倒数成为电导率，表示对电流阻碍能力大小

（电导率也可理解为单位长度单位面积的导体的电导）

3. 摩尔电导率：我们为了消除浓度对电导率的影响引入了摩尔电导

率，摩尔电导率就是电导率除以物质的浓度 他的单位是

二：浓度对电导率的影响：

通过大量的实验证明，当浓度足够小的时候，电导率随浓度时呈线性

变化的，变化规律为 m m (1β∞=-ΛΛ。所以我们可以令c 近

C

V m m κκ=

=Λ1231

mol m S m mol m S ---??=??

似为0从而推出极限摩尔电导率。但这个方法只适用于强电解质，弱电解质的电导率即使在浓度很稀的时候变化依然很大，所以弱电解质的极限摩尔电导率只能通过强电解质的离子加和得来。其依据是： Λm ∞ = λm, +∞ + λm, -∞

三：摩尔电导 λm 与 t ±、U ± 的关系

1. 对于强电解质溶液：

λm, + = t + λm

λm, - = t - λm

λm, + = U+ ?F

λm, - = U - ?F

以上的几个公式需要大家掌握，尤其是最后一个结论公式。

2. 电离度和解离常数

（1）电离度：a=Λm /Λm ∞

其中摩尔电导率可用电导法求算，极限摩尔电导率可用强电解质推

（3） 解离常数： 式中标准浓度=1mol/L 3. 难溶盐的饱和浓度及解离度的测定：（3）（简答，计算）

将难溶盐稀释到很稀时，我们可以近似把他的电导率当作该物质的极F

)U (U αλm ?+=-+)c

c (1K 2c O O α-α=

限电导率，但此时，水的电离作用就不能忽略了，所以有：

据此，我们可以求出难溶电解质饱和溶液浓度c

四：电导滴定

我们可以用电导滴定法来测定溶液的浓度，绘制出图像的拐点我们称之为等当点。电导滴定不同于我们常见的滴定法，它有一定的优点。例如操作简便，不需要指示剂。因此它可以用来滴定那些不可以用指示剂滴定物质的溶液。

例1

现有一电导池在298 K 时装入0.010 mol ·L -1 KCl 溶液, 测得其电阻为590 W, 若将电导池洗净再装入0.010 mol ·L -1 HAc 溶液, 测得其电阻为5085 W, 已知在298 K 时0.010 mol ·L -1 KCl 溶液的电导率k =1.4127×10-4 S · m -1, l ∞m, H+ =349.8×10-4 S ·m 2·mol -1, l ∞m, Ac- = 40.9×10-4 S ·m 2 ·mol -1。试求:

1. 电导池常数（l /A ）;

2. 0.010 mol ·L -1 HAc 溶液的电导率k ;

3. 0.010 mol ·L -1 HAc 溶液的摩尔电导率L m ;

4. 0.010 mol ·L -1 HAc 溶液的解离度a 和解离常数K c 。

解： 1. l /A =k 0 ·R 0= 1.4127×10-2 × 590=8.33（m -1）

2 m ()()(H O)()c c

κκκ∞-==难溶盐溶液难溶盐Λ

2. k 1=(l /A ) /R 1=8.33/5085=1.64×10-3（ S · m -1 ）

3. L m = k 1 / c 1=1.64×10-3/（0.01×103）

=1.64×10-4（ S ·m 2·mol -1 ）

4.

例2

将某电导池盛以0.02 mol ?dm -3 KCl 溶液（25℃时其电导率为0.277 S ? m -1），在25℃时测得其电阻为82.4Ω，再换用0.005 mol ? dm -3 K 2SO 4溶液，测得其电阻为326.0Ω。求：

（1）电导池常数K (l /A )；

（2）K 2SO 4溶液的电导率；

（3）K 2SO 4溶液的摩尔电导率和（ K 2SO 4）溶液的摩尔电导率

解：

（1）K (l /A )=κR = 22.8 m -1

（2）κ(K 2SO 4) =0.07 S ?m -1

（3）Λ m (K 2SO 4) = 0.014 S ? m 2 ? mol -1 Λ m ( K 2SO 4) = 1/2 Λ m (K 2SO 4) =0.007 S ? m 2 ? mol -1

0419.0)101.4105.3(1064.1324

m

m =?+??==---∞ΛΛα22m m m m 1()

c c

c K αα∞∞==--L L L L 521083.1)0419.01(）0419.0（01.0-?=-?=