电导分析2
20电化学分析法2
对一定的电导电极，电极面积A与电极间距离L一定， L/A为定值，称为电导池常数，用θ表示
L R 1
A
G
电导和电导率
电解质溶液导电过程是通过离子来进行的，因此电导率 κ与电解质溶液的浓度和性质有关。
（1）在一定范围内，离子的浓度愈大，电导率愈大。 （2）离子的迁移速度愈快，电导率愈大 （3）离子的价数愈高，电导率愈大
conductance(G) 、specific conductance ()
导体分类 第一类导体：电子导体，它是依靠电子的定向流动导电的， 如金属、某些金属氧化物、石墨等都是这一类导体。
第二类导体：离子导体或电解质导体，它是借离子在电极作 用下的定向移动进行导电的，这类导体包括水或非水溶剂的 电解质溶液和固体电解质。
溶液电导的测量
1．电导池 电导池含有两个电导电极 电导电极由两片平行的铂片制成 为了提高测量的灵敏度，常采用铂黑电极，其表面积大， 电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶 液（κ＞10μS·cm-1）。
在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附 作用而出现不稳定现象，这时宜用光亮铂电极。
直接电导法
2. 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。在实际生产过程中， 可采用电导法进行监测。
5CO I2O5 105~ 110oCI2 5CO2 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O
电导滴定法
注意： 在滴定过程中，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法的准确度，应使 用浓度较大的滴定剂，一般滴定剂浓度比被滴溶液浓 度大10倍。
第二章 电导分析法
在无限稀释的溶液中，离子淌度用UA,0 表 示，称为离子的极限淌度。 在电解质完全电离的情况下，离子淌度和 摩尔电导率的之间有如下关系：
m U U F
,m U F
(F为法拉第常数)
和
,m U F
---摩尔电导率随浓度的变化，是由离子淌度的 变化引起的; --- 正、负离子摩尔电导率之差，是 由离子淌度的差异引起的。
摩尔电导率为正离子和负离子的摩尔电
导率之和。
即：
o ,
0， m
0 , 0 ,-
式中， 、 分别代表无限稀释的溶液
o ,-
中正离子和负离子的摩尔电导率。
在无限稀释的溶液中，正、负离子的电导率只取决 于离子的本性，不受其他共存离子的影响。
例如：已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的λNO3Λ
则
c G m 22 . 7 10
3
53
4
( 349 . 82 71 . 44 ) 10
28 . 6
mol· -3 m
即c = 0.0286mol· -1 L
例4：在25℃时，用面积为1.11cm2,相距 1.00cm的两个平行的铂黑电极来测定纯 水的电导，其理论值为多少？
解：纯水的极限摩尔电导率； Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S· 2· -1 m mol 纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为 10-7mol· -1，即c=10-4mol· -3 L m 由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S· -1 m 所以纯水电导为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2 =6.08×10-8S
第十一章__电位分析和电导分析
内
内Θ
2.303RT F
log
a( H ,内 ) a'( H ,内 )
膜 外 内
膜 2 .3 0 F 3 R T lo g a a ( ( H H ,,内 试 ) ) K 2 .3 0 F 3 R T lo g a (H ,试 )
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Es = Ks + 0.0591pHs
⑶测定未知溶液的电动势
（1）
Ex = Kx + 0.0591pHx （2）
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由于测量条件基本相同，所以: Ks = Kx
(2) - (1)得：
Ex - Es = 0.0591(pH x -pH s )
pH x
pHs
Ex - Es 0.0591
:电导率，指两个相距1cm、面积为1cm2
的平行电极间电解质溶液的电导
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电导的测量装置包括电导池和电导仪。 电导池：由两个电导电极构成。电导电极一般由两片
平行的铂片制成，铂片的形状面积及两片间 的距离可以根据不同要求进行设计。
电导仪：主要由电源、测量电路和显示器三部分组
1）准确度高于一般的滴定分析方法。
与经典的滴定分析相比，由于终点的判断采用的 是电信号而非指示剂，因而大大提高了滴定的精确 度。这种方法特别是用于指示剂无法判断终点的滴 定分析。
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2）特别适用于混浊、有色、无适合指示剂的溶液 中待测物质的测定。
第二章电导分析法
迪拜-夫肯汉根效应
（三） Debye Huckel -Onsager电导理论
1.弛豫效应（relaxation effect）
由于每个离子周围都有一个离子
氛，在外电场作用下，正负离子作逆 向迁移，原来的离子氛要拆散，新离 子氛需建立，这里有一个时间差，称 为弛豫时间。
在弛豫时间里，离子氛会变得不对称，对中心离子的 移动产生阻力，称为弛豫力。这力使离子迁移速率下降， 从而使摩尔电导率降低。
在一定温度和溶剂下，Λοm为一定值。该值在一定 程度上反映了个离子导电能力的大小。
下面是一些常见离子在水溶液的极限摩尔 电导（25º C）
阳离子 λοm+ 阴离子 λοm-
H+
Na+ K+
1 2
349.8
50.11 73.52
OHClBr1 SO422
197.6
76.34 78.3
Mg2+
53.06
摩尔电导规定了电解质的物质的量，而不管 体积大小
Λm
C
摩尔电导与浓度的关系
Λm为摩尔电导S· 2mol-1 cm
摩尔电导率必须对应于溶液中含有1mol电解质，
但对电解质基本质点的选取决定于研究需要。
例如，对 CuSO4 溶液，基本质点可选为 CuSO4 或
( 1 CuSO 4 ) ，显然，在浓度相同时，含有1mol CuSO4 溶 2
Λm ( AΛm B) c
D:介电常数
:介质的黏度
T:绝对温度
理论解释
松弛效应与电泳效应
（1）离子在溶液中以的形式存在和在电场中的运动过程 离子氛：中心离子被相反电荷的离子和溶剂化分子包围 形成球状。 运动过程：是离子氛不断生成和破坏的过程。 离子氛生成和消失的时间：离子氛松弛时间。 （2）不对称的离子氛对中心离子的运动起阻碍作用 松弛效应(不对称效应)，系数A （3）溶剂化分子与离子一起运动造成的阻碍作用：电泳效应, （4）高频交流电场，电导随频率变化的现象：
电导的定分析法测定未知酸实验报告_2
电导的定分析法测定未知酸【实验目的和要求】1. 掌握电导率仪和测定溶液电导值的基本操作；2. 了解电导电极的结构和使用；3. 掌握电导滴定的基本原理和判断终点的方法。
【实验原理】借助于滴定过程中离子浓度变化而引起的电导值的变化来判断滴定终点，这种方法称为电导滴定。
以NaOH 标准溶液滴定HCl 溶液的电导滴定曲线来看。
在NaOH 溶液与HCl 的溶液的滴定中，各种离子的极限摩尔电导值如图中所示，在滴定开始是，由于H +的极限摩尔电导值较大，测定的溶液电导值也比较大；随着滴定进行，H +和OH +不断结合生成不导电的水，在H +离子浓度不断下降的同时不断增加同等数量的Na +离子，但是由于Na +离子导电能力小于H +离子，因此溶液的电导值也是不断下降的；在化学计量点以后，随着过量的NaOH 溶液不断加入，溶液中增加了具有较强导电能力的OH-离子，因为溶液的电导值也会不断增加。
由此可以判断，溶液具有最小电导值是所对应的滴定剂体积为滴定终点。
【实验仪器与试剂】 1. DDS-307型电导率仪 2. DJS-1C 型铂黑电导电极 3. 磁力搅拌器一台4. NaOH 标准溶液(0.1000mol/L)5. 未知浓度HCl 溶液6. 10ml 移液管一只7. 100ml 玻璃烧杯一个 【实验步骤】1．滴定前准备按照滴定分析基本要求洗涤、润洗滴定管，装入0.1000 mol/L 的NaOH 标准溶液，调节滴定管液面至“0.00ml ”处。
用移液管准确移取5.00ml 未知浓度的HCl 溶液于100ml 玻璃烧杯中，加入50ml 蒸馏水稀释被测溶液，将烧杯置于磁力搅拌器上，放入搅拌棒。
2.安装好仪器，将电极插入被测溶液；完成电导率仪的各项调试。
3.滴定过程和溶液电导值测定。
启动磁力搅拌器，按照下表依次滴加0.1000mol/L 的NaOH 标准溶液，将电导率仪调到适合量程，开始测量。
【实验数据处理】 1.滴定曲线的绘制以测定的溶液浓度电导值为纵坐标，滴加的NaOH 标准溶液体积为横坐标绘制电导滴定曲线，并才用作图法在滴定曲线上去出滴定终点所对应的滴定剂体积。
电导率分析原理
电导率分析原理
电导率分析是一种用于测量溶液中离子浓度的方法，通过测量溶液中离子所带电荷在单位长度上的传导能力来确定离子浓度。
该方法基于电解质溶液中的电流与电场强度之间的关系，根据欧姆定律，电流密度与电场强度成正比。
实际上，电导率是溶液中离子的导电能力的度量。
离子的电导率取决于其电荷数和流动速度。
溶液中离子的浓度越高，其电导率也越高。
通过电导率分析，可以对溶液中的离子进行定量测量。
一般来说，电导率仪采用两个电极浸入溶液中，通电后测量电压和电流。
根据欧姆定律，电导率等于电流除以电压。
将测量到的电导率值与标准曲线或已知浓度的标准溶液进行比较，从而确定溶液中离子的浓度。
电导率分析在环境监测、食品检验、药物分析等领域有广泛应用。
它具有快速、简便、准确的特点，且不需要特殊的昂贵仪器设备。
然而，在使用电导率分析时，需要注意电极的选用、温度的控制以及溶液的电导率范围等因素，以确保测试结果的准确性。
总之，电导率分析是一种用于测量溶液中离子浓度的重要方法，它通过测量溶液中离子的导电能力来确定离子浓度，广泛应用于各个领域，为相关行业提供了一种简便、快速且准确的分析技术。
3-电导分析法
1. 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 盐类，它们在水中以离子状态存在， 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， 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 2×10-6 S·cm-1，离 × 子交换水的电导率小于5× 子交换水的电导率小于 ×10-7 S·cm-1，纯水的电 导率约为 5×10-8 S·cm-1， × 值得注意的是，水中的细菌、 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， 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. 沉淀滴定
滴定KCl 如：AgNO3滴定 思考：滴定曲线的形状有无不同 ？ 思考： AgNO3滴定 滴定KCl的滴定曲线 的滴定曲线 KCl 滴定 滴定AgNO3的滴定曲线
作 业
几点讨论： 几点讨论： 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（ Λ0 ）应是正负离子 单独对电导所提供的贡献—离子摩尔电导 单独对电导所提供的贡献 离子摩尔电导 λ0+ 的简单加和值． 和λ0- 的简单加和值． Λ0= λ0++λ0λ0+和λ0- 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Λ 为定值。 任一种离子在指定温度下 0为定值。
1 G = R
第一类导体和第二类导体符合 欧姆定律。 欧姆定律。
2. 电导和电导率
R =
ρ
l A
欧姆定律
G
电导分析法 (2)(2024版)
一、电解质溶液的基本性质 二、电解质溶液的电导与浓度的关系 三、影响电导测量的因素 四、电导测量与装置 五、电导分析法的应用
一、电解质溶液的基本性质
导电性质：离子导电；
1.电导(G) 、电导率() 、摩尔电导率(m)
电导：衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的倒数。
迪拜-夫肯汉根效应
三、影响电导测量的因素
1.温度的影响
温度升高， 粘度降低，电导增大。每升高1度，约增加2%。
Λ m,t
Λ m,25
oc (0.5 0.02 t)
2. 溶剂的影响
25 °C 蒸馏水电导率：0.8~1.0 S·cm-1 进一步纯化后电导率： 0.03~0.06 S·cm-1
制备高纯水需要采用石英容器, 亚沸蒸馏法。
普通蒸馏水的电导率 210-6 S·cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S·cm-1 纯水的电导率 510-8 S·cm-1
(2) 强电解质溶液总浓度的测定
土壤,海水的盐度
(3) 大气污染物测定
SO3 NO2, 吸收后测量电导变化；监测酸雨。
2. 电导法测定物理化学常数
(1) 电离度与平衡常数的测定 HAc = H+ + Acc(1-) c c
H+ 、 Li+ 、 Na+ 、 K+ 在溶液中的 运动速度大小顺序？
离子 K+ Na+ Li+ H+ Ag+ ClBrOH-
Λ m
104
73.52
50.11
38.69
349.82
61.92
76.34
78.4
198
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电导分析法（2）
课题导入：
前面学过了电导分析法的基本原理，以及电导和浓度的关系。
下面我们继续学习怎样利用电导进行浓度的测量。
三、溶液电导的测量
电导是电阻的倒数，因此测量电导实际上就是测量它的电阻。
电导的测量装置包括电导池和电导仪。
1．电导池
电导池是有两个电导电极构成。
电导电极一般由两片平行的铂制成的。
测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶液。
在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象，这时不宜用光亮铂电极。
2．溶液电导的测量方法
电阻分压法，平衡电桥法，不平衡电桥法。
平衡电桥法的原理如下：
四、影响溶液电导测量的因素
1．电极极化的影响
所谓极化是指电导池中发生的电解现象。
因为溶液电解后，使阳极的电位值增加，阴极的电位值减小，即两极分化，极化由此得名。
影响电导测量的极化有浓差极化和化学极化。
若电导池上加一直流电压，电导池中即发生电解作用，电极反应速率要比离子迁移速率快得多，瞬时后，阳极或阴极的表面附近溶液中离子供不应求，导致电极周围的离子浓度比电导池中溶液的离子浓度低得多，形成浓差极化。
电流密度越大，浓差极化越严重。
浓差极化的存在使电极与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。
例如，测量NaCl 溶液的电导时，带负电荷的C1移向正极后失去电子变成C12，Cl2附着在电极表面形成一层气泡，使电极与溶液隔绝，相当于电阻增加。
消除浓差极化和化学极化的主要措施是用交流电源供电。
因交流电源不断改变外加电压的方向，使每次电流流动所引起的极化，被下次电流流动反方向抵消，所以发生的浓差极化也相应抵消。
此外，也可用加大电极表面积的办法，即在电极表面镀上一层粉末状的铂黑以加大电极表面积，减小电流密度。
但测量低电导时，铂黑会吸附大量溶液，使电导不稳定，影响结果的准确性。
2．电容的影响
仪器用交流电源供电后，电容的影响就不容忽视。
因为电容的存在会改变两个极片间的电阻值，影响测量结果。
消除电容影响可采取两种措施：一是加大极片面积和极间距离，从而加大溶液的电阻，这种措施必然受到一定的限制；二是加大电源的频率，因为频率愈高，电容影响愈小，尤其是在溶液浓度较大的情况下，所用电源的频率都要略高一此。
3．温度的影响
电解质溶液的电导率随温度的升高而增加，一般每升高1℃，电导率约增加2％。
温度升高后可增加离子活动的能量，使离子迁移速率加快，从而使电导率增加。
因此，对于精密测量应在恒温下进行，或者仪器增设温度补偿线路。
一般的电导测定要求在短时间内温度稳定就行了。
4．其他杂质的影响
由于溶液电导与浓度存在线性关系，因此空气中若存在某些杂质(如CO2、NH3)而被溶液吸收或蒸馏水中存在微量杂质均会影响电导的测定。
为了减少这些杂质的影响，要求使用纯度较高的蒸馏水，必要时应用蒸馏水加少量高锰酸钾的碱性溶液进行重蒸馏以驱除氨。
五、电导分析法及应用
（一）直接电导法
直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法，叫做电导法。
电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产中某些中间流程的控制及自动分析，强电解质溶液总浓度的测定，土壤，海水的盐度。
1、水质监测
工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊，实验室用水等都需要对水的质量指标作监测。
水的电导率是反映水质的很重要的一个指标。
它反映
了水中电解质的总含量——可溶性的无机盐类。
但一些非导电物质，如有机物、细菌、藻类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映出来。
水的类型自来水普通蒸馏水离子交换水
电导率(κ/s·cm-1) 5.26×10-4
（～10-4）
2.9×10-6
（～10-6）
5×10-7
（～10-7）
2．大气监测
由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2、CO、CO2及N X O Y等。
可利用气体吸收装置，将这些气体通过一定的吸收液，利用反应前后电导率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高，操作简单，并能获得连续读数，因而在环境监测中广泛应用.
例：大气中SO2的测定，SO2气体用H2O2吸收，SO2被H2O2氧化为H2SO4后电导率增加，由此可计算出大气中SO2的含量。
SO2 + H2O2 →H2SO4 + H2O
可用此法测定大气中HCl、HF、CO2等气体。
（二）电导滴定法
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，滴定剂与溶液中待测离子反应生成水，沉淀或难离解的化合物，使溶液的电导发生变化，而在化计点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点。
摩尔电导H+＞OH- ＞Na+
1．强酸强碱的滴定
如用NaOH滴定HCl，反应为
H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- +H2O
H++Cl-H+余+Na++Cl-+H2O
滴定前化计点前
Na++Cl-+ H2O Na+ + Cl- +OH-
化计点化计点后
在滴定过程中，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法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般是滴定剂浓度比被滴溶液浓度大10倍。
电导滴定法还可以测定用指示剂法或电位法无法直接准确测定的相当弱的酸，例如，硼酸（Ka=5.8×10-10）。
电导滴定还可应用于沉淀滴定、配位滴定、氧化还原滴定。
2.弱酸(或弱减)的滴定
如NaOH滴定弱酸
HA + Na+ + OH- = H2O + Na+ + A-
若弱酸的离解常数越小，起始电导值越低，滴定开始时，由于滴定反应产物A-抑制HA的离解，溶液电导逐渐降低，随着滴定的进行，非电导的弱酸HA转变为导电较好的盐、Na+、A-。
溶液的电导开始上升，在化计点以后，NaOH过量，使电导增加迅速，转折点为溶液终点。
HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH-
滴定前化计点前化计点化计点后。