电导分析原理
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
电导的测定及应用原理
电导的测定及应用原理1. 什么是电导？电导（Conductance）是衡量物质导电能力的物理量。
它是指当单位长度的物质内部施加单位电压时，通过物质的电流。
2. 电导的测定方法电导可以通过测量电流和电压来计算得到。
常用的测定电导的方法有以下几种：2.1 导线法导线法是一种简便的电导测定方法，它通过测量物质中的电流和电压来计算电导。
具体步骤如下：1.准备一根长度已知、截面积已知的导线。
2.将导线两端与待测物质相连接。
3.测量导线上的电流和电压。
4.利用欧姆定律计算电导。
2.2 平行板电容器法平行板电容器法是一种常用的测定电导的方法，它通过测量电容器上的电流和电压来计算电导。
具体步骤如下：1.准备一个平行板电容器，两个电极之间的距离已知。
2.将待测物质放置在电容器之间，使其与电极接触。
3.测量电容器上的电流和电压。
4.利用电容器的几何尺寸和电导计算公式计算电导。
2.3 等离子体分光光度计法等离子体分光光度计法是一种高精度、高灵敏度的电导测定方法。
它通过测量物质中等离子体的浓度来计算电导。
具体步骤如下：1.准备一个等离子体分光光度计。
2.将待测物质注入光度计，使其与光束相交。
3.测量光度计中的等离子体的吸收光谱。
4.利用等离子体的浓度和电导计算公式计算电导。
3. 电导的应用原理电导在许多领域具有重要的应用，下面介绍几个典型的应用原理：3.1 水质监测电导可以用于水质监测，通过测量水中的电导来判断水的纯度和离子浓度。
高电导度水通常含有较多的溶解物质，而低电导度水纯度较高。
3.2 土壤肥力测定电导可以用于测定土壤的肥力，通过测量土壤中的电导来评估土壤中的盐分含量。
高电导度的土壤可能导致植物生长不良，低电导度的土壤可能导致缺乏必需的营养物质。
3.3 粘度测量电导可以用于测量液体的粘度，通过测量电导来判断液体中的溶质浓度。
高电导度的液体通常具有较大的粘度，低电导度的液体通常具有较小的粘度。
3.4 金属检测电导可以用于金属的检测，通过测量金属中的电导来判断金属的纯度和杂质含量。
电导率测定原理
电导率测定原理
电导率测定是指测量液体中电子或离子运动的速度，以此来衡量液体的电导能力。
它可以被用来测量水中的离子浓度，也可以用来评估水质。
电导率测定也是水处理厂中常用的分析手段。
电导率测定的原理是：当电流流过一个物质时，受到电场的力而移动，电流的移动使导体中的电子发生移动，由此形成电流，因此，电导率测定就是测量导体中电子的移动速度。
电导率的测定一般采用阻抗法，即在导体中植入一个固定频率的交流电压，测量其阻抗，然后由阻抗和电流的比值计算出电导率。
电导率测定仪一般包括电压注入模块、测量模块、计算模块和输出模块。
电导率测定仪能够测量水中的离子含量，从而评估水质。
此外，电导率还可以用来检测水体中的有害物质，如铁、镁、氯离子等，以及水体中的有机物。
电导率测定也在工程应用中得到了广泛的应用，用于监测油品质量，以及测量液体的温度、湿度等参数。
电导率测定是一项重要的分析手段，它能够精确测量液体中的电导率，从而更好地了解液体的特性，也能够更好地控制水处理厂的运行状况。
因此，电导率测定在工业、农业和环境科学等多个领域都有着广泛的应用。
电导分析法精选全文完整版
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。
HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH-
滴定前 化计点前 化计点
化计点后
2.弱酸(或弱减)的滴定
以NaOH滴定HAc为例,反应为： HAc + Na+ + OH- ===Na+ + Ac- + H2O 滴定开始时，电导略有下降，这是由于滴定中 形成弱酸盐的阴离子（Ac-）抑制弱酸HAc的 电离。通过极小点后溶液电导开始上升，直至 计 量 点 ， 这 由 于 溶 液 中 Na+ 和 Ac- 逐 渐 取 代 HAc。计量点后由于强碱过量，电导迅速上升
电导滴定
酸碱滴定曲线： 电导滴定常用于稀酸、弱 酸、混合酸等的测定。
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- NaOH H+余+Na++Cl-+H2O
滴定前
化计点前
NaOH Na++Cl-+ H2O NaOH Na+ + Cl- +OH-
曲线的转折点为计量点 G
电导分析法
（1）电桥平衡法
振荡器产生频率为1KHZ的交 流电压，加到桥的ab两端，从 桥的cd端输出，经交流放大器 放大后，再整流为直流信号推 动电表，当桥平衡时，电流表 指示为零，此时
Rx
R1 R2
R3
R1和R2为标准电阻，R1和R2组 成电路比例臂。R1/R2 的值可选 用0.1，1.0，及10等数值。R3为 可调精密电阻，Rx为电导池的电 阻。由于电导池存在着极间Cx电 容(图中用虚线表示，非外加上 去的电容)，所以电阻R3上加一 个可变电容C3以平衡之。Rx为待 测溶液的电阻值。其倒数即为电 导值。电桥平衡法不受电场影响， 示零器的灵敏度足够高时测量精 密度较高。 由此可见，用电桥法测定溶液的 电导，需要有一个交流电源，一 个盛装溶液的电导池和一个电桥 装置，商品电导仪就是由这些部 件组成。
阳离子λ°+(×10-4 S· 2· -1)阴离子λ°m mol H+ 349.8 OHLi+ 38.7 FNa+ 50.1 ClK+ 73.5 BrNH4+ 73.5 IAg+ 6.9 CO32Mg2+ 106.1 HCO3Ca2+ 119.0 CNSr2+ 118.9 Ba2+ 127.2
198.6 55.4 76.4 78.1 76.8 118.6 44.5 82
Λm°值可通过实验求得
方法是将Λm值对c1/2 作图，得一曲线，再将曲 线外延至c=0处，所得 的Λm值即为Λm°值。 若使用Λm°代替Λm， 则式
m
c
亦可写成
κ=Λm°· c
四、离子独立运动定律
离子独立运动定律是指在无限稀释溶液中,电
解质的摩尔电导率是正、负离子的摩尔电导 率的总和。 ° ° ° Λ° = λ° + λ° m 2 1 Λ m = Λ m , + + Λ m ,- 或 式中： 电解质无限稀释时的摩尔电导率 λ° λ° 无限稀释时摩尔离子电导率 1 2
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
电导分析法的基本原理
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。
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potentiometry and conductometry
一、电解质溶液的基本性质
basic property of electrolyte solution
二、电解质溶液的电导与浓 度的关系
relationship conductance concentration between and
Λm 104
弱电解质(乙酸)溶液的 m ∞ m (NaOAc)= ∞ m (Na+)+ ∞ m(OAc-)
K+
73.52
Na+
Li+ H+ Ag+ ClBrOH-
50.11
38.69 349.82 61.92 76.34 78.4 198
∞ m (HCl)= ∞ m (H+)+ ∞ m(Cl-) ∞ m (NaCl)= ∞ m (Na+)+ ∞ m(Cl-) ∞
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。
15:56:02
四、电导测量与装置
conductometric measurement anddevices
1.装置
（1）电极 铂电极：铂片。面积，距离固定。 光亮铂电极： 铂黑电极:表面覆盖一层细小铂粒, 减小极化。 池常数测定:已知标准KCl溶液的电 导率 （2） 电导池（避免测量过程中温 度变化） （3）电导仪
m (HOAc)=
∞
m
(H+)+
∞
(OAc-) m
=
∞
m (NaOAc) +
∞
m (HCl)
-
∞
m (NaCl)
H+ 、 Li+ 、 Na+ 、 K+ 在溶液中的 运动速度大小顺序？
15:56:02
二、 电解质溶液的电导与浓度的关系
relationship between conductance and concentration
Λm
c
单位：S m2 mol-1
不同浓度、不同类型电解质导电能力 的比较。 右图中出现极大值的原因： 电导率的大小与溶液中离子数目 和离子自由运动能力有关。两种因素 相互制约。浓度大，相互作用力大。 无限稀释摩尔电导 : m
Λm Λm A c
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2.离子的电导与漂移速率
（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）高强度电场中电导增大的现象，为什么？ Wien 效应 （5）高频交流电场，电导随频率变化的现象： 迪拜-夫肯汉根效应
basic properion
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。
G=1/R= A / l = / K(l/A)
电导率： =1 / =K(l/A) G 电导池常数：K(l/A) =l / A
m m, m, Λm
Λm
0.014986
0.011503 0.01450 34.810-4 34.9 10-4 4.90 10-4 4.90 10-4
0.01101
0.014986 0.01450 0.011503 0.01101
(3)离子的电导
离子 溶液的总电导：G = cim,i
单位：西门子 S，1S=1-1
电阻率的倒数 单位：S m-1
两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。 (A电极面积; l 电极间距)
由标准KCl溶液的电导率(查表)确定电导率和电导池常数
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摩尔电导率(m)
定义: 距离为单位长度的两电极板间 含有单位物质的量的电解质的溶液的电导。
15:56:02
2. 电导测量
（1）直流电导与交流电导 电极极化引起误差 交流电导可以减小极化引起的误差
（2）四电极测量系统
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选择内容：
第一节 电位分析与离子选择性电极
principle of potentiometer analysis and ion selective electrode
(1)离子的电迁移率 电解质 离子在外加电场中受溶 剂阻力和电场力，平衡时， KCl 以恒定的速率运动。离子 LiCl 的漂移速率B。 单位电场强度下离子的 KNO3 漂移速率:离子的电迁移率 LiNO3 uB= B /E KCl (2)离子独立运动定律 KNO3 由右表数据可以得出 LiCl 离子独立运动定律： LiNO3 Λ Λ Λ
第二节
电位分析法的应用
application of potentiometry
第三节 电导分析法原理
principle of conductometry
第四节 电导分析法应用
application of conductometry 结束
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Λm Λm A c
8.20 10 5 82.5 Λm ( DT )3 / 2 Λm ( DT )1 / 2 c
Λm ( aΛm b ) c
D:介电常数
:介质的黏度
T:绝对温度
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松弛效应与Wien效应
第三节 电导分析法原理
principle of conductometry
三、影响电导测量的因素
factors influenced on conducto-metric measurement
四、电导测量与装置
conductometric measure and devices
15:56:02
一、电解质溶液的基本性质
15:56:02
三、影响电导测量的因素
factors influenced on conducto-metric measure
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 o c
(0.5 0.02 t )
2. 溶剂的影响
25 º 蒸馏水电导率：0.8~1.0 S • cm-1 C