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
4.电解质溶液的电导率与浓度的关系


电解质溶液的电导率与电极的 距离及电极面积无关，只与电 解质的本性、溶剂的性质、温 度及溶液的浓度有关。在一定 范围内，浓度越大，单位体积 内的离子数就越多，电导率越 大；离子的迁移速率越快，电 导率就越大；离子的 价数越 高，电导率越大。 极大点的原因:因为溶液浓度 的增大，单位体积内离子数目 增加，使溶液的电导随着增加， 但当浓度增大到一定值时，因 为离子间相互作用力加强，或 者是电解质的电离度下降，导 致电导率下降。
L R =ρ A
ρ—电阻率（Ω.m） L—两电极间的距离(m)
1 = 1 A =κ A G= ρ L L R

3.电导率： =1 /
=K(L/A) G
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。 电导池常数：K(L/A) =L/ A (A电极面积; L电极间距) 由标准KCl溶液的电导率(查表)确定电导池常数
3.钢铁中碳和硫的快速测定 将钢铁样品在高温燃烧炉中通氧燃烧使样品中的硫和碳分别 生成SO2和CO2，连同剩余O2通入定碳、定硫仪，气体中 SO2首先被装有微酸性的K2Cr2O7溶液的电导池吸收： SO2+H2O=H2SO3 3H2SO3-K2Cr2O7+H2SO4=Cr2(SO4)3-K2SO4+4H2O于是溶液 的电导率随之发生变化，其变化与SO2的量有函数关系，故 可根据电导率的变化求得SO2的含量，接着，将已除去SO2 的混合气体通入盛有Ba(OH)2溶液的电导池： CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O 溶液的电导率随之发生变化，其变化与CO2的量有函数关系， 故也可据此求得CO2含量。 实际工作中是以标准钢样测得电导值并作出电导值对碳或硫 含量的工作曲线，然后再由试样电导值求碳、硫含量。
第一节 溶液电导概念
一、电导和电导率：
1.导体:把有导电能力的物质称为导体。 导体分类： （1）电子导体：依靠电子的定向流动导电，
如金属，金属氧化物，石墨等。 （2）离子导体或电解质溶液：借离子在电场 作用下定向移动导电，包括水或非水溶剂的 电解质溶液或固体电解质。
2.电导(G)
二、摩尔电导率

摩尔电导率是在距离为1m的两电极间含有1mol溶 质时电解质溶液所具有的电导。
m

c
式中Λm称为摩尔电导率，单位为S· 2· -1 。 m mol c为溶液的浓度，mol· -3。 m
摩尔电导率与浓度的关系

由图可知，摩尔电导率随浓 度的增大而下降。实验证明， 在溶液足够稀的情况下，强 电解质的摩尔电导率Λm值 接近于常数，换句话说，稀 溶液的摩尔电导率基本上不 随溶液浓度而变化，这就是 为什么摩尔电导率较电导率 更便于用来比较不同电解质 的导电能力。
（2）分压法
由交源E提供电压E，
加在电导池（Rx）与 分压电阻（Rm）串联 的电路上，它们分压 分别为Ex和Em，
图3-5 分压法电路原理
E= Ex+Em= i（Rx+Rm）
i E Rx Rm
图3-5 分压法电路原理
又因Em = iRm ，G=1/R
Em =
Rx
E Rm Rm +
Em =
习题：


什么是溶液的电导率，摩尔电导率，无限稀释时摩尔电导率？为什么要使 用“无限稀释溶液的摩尔电导率”这一概念？ 答：
衡量电解质溶液导电能力的物理量，电阻的
倒数。
1 A G= 1 = ρ A = κ L L R
单位：西门子 S，1S=1-1
L R =ρ A
欧姆定律
一定浓度的电解质溶液中插入两个电极，接
上交流电源，则在一定温度下该溶液的电阻 同两电极间的距离成正比，同电极的截面积 成反比，即：
式中R—电阻（Ω）
一些电解质溶液的电导率(25C)
电解质溶液
（s/m） NaCl（饱和溶液） 25.13 0.1MHCl 3.91 0.1MCH3COOH 0.052 0.1MKCl 1.288 1.0MKCl 11.18
一些离子在无限稀释时的摩尔离子电 导率(25C)


E Rm 1/ G x + R m
当Rm<<Rx时， Em = ERm Gx ，测量时， 只要分压电阻Rm足够小，便可使分压Em 的值与溶液电导值Gx值成线性关系。测 知Em后即可求得Gx。根据这种原理可以 设计成直读式电导仪，测量方法是将Em 放大，整流，然后推动电表，电表刻度 换算成电导值Gx或电阻值Rx，便可直读 测量结果。
摩尔电导率与浓度的关系
三、无限稀溶液的摩尔电导率Λm°
1.当无限稀释溶液时，摩尔电导率达到极大值，称为无限 稀释溶液摩尔电导率，用Λm°表示。 2.每种电解质在给定溶剂中无限稀释时的摩尔电导率是一 个常数，不再随浓度而改变，因此可作为各种电解质在 水溶液中导电能力的特征常数。它反映了电解质中离子 的特性，其值仅与温度有关，所以采用Λm°就可以完全 摆脱溶液浓度对摩尔电导的影响。 3.在电解质溶液中，离子带有电荷，离子间存在相互作用， 溶液愈浓，作用愈大，离子的运动和导电能力就愈受到 牵制，Λm值就愈小；相反，溶液愈稀，则离子之间引力 愈小，Λm值就愈大，当溶液无限稀释时，离子之间作用 力极小，此时Λm值趋于最大值，即Λm°。 4.上面提到的摩尔电导率接近于常数，为什么它仅仅是接 近于常数,而不完全是是常数呢？因为它在一定程度上还 是随着溶液浓度的变化而变化的.
第四节 电导仪



电导仪主要包括测量电源，测量电路， 放大器，指示器四部分 测量电源一般由正弦波振荡器产生， 测量电路多数采用电桥平衡式或分压 式，指示器可分为指示平衡点的示零 器（如耳机、电眼、示波器等）和直 读式（如电表、数字显示、打印记录 机）两类。 国产的电桥式电导仪有雷磁27型电导 仪和D5906型电导仪等，但商品电导 仪多属直读式，它们能满足快速测量 和连续自动测量的要求，目前常用电 导仪有JD-1型便携式电导仪，DDS11型，DD-11A型电导仪，此外，还 有DDY-100型比电导仪，具有较高精 度。
二、电导滴定法
电导滴定法是在滴定过程中利用溶液电导的
突然变化来指示终点的方法。
NaOH溶液滴定HCl溶液
滴定之前，溶液中存在H+和Cl－离 子， 在滴定过程中，H+离子被中和成 不导电的H2O分子，但同时增加了 Na+离子，其电导率比H+离子的低 得多，所以滴定开始以后，溶液的 电导逐渐下降。到达等当点时，H+ 离子浓度已非常小，虽然溶液中有 Na+和Cl－离子，但他们的摩尔离 子电导率很低，所以，此时溶液总 电导达到最低值，过了等物质的量 点后，加入的Na+和OH－离子（特 别是OH－）使电导值迅速上升， 所以在等物质的量点出现一个转折 点。相对应的滴定剂体积即为滴定 终点。
直接电导法的应用主要有以下几方面：
1.水质纯度测定，水中离子总量愈大，则电
导率愈大，水质纯度愈低。
2.大气监测，
大气中含有SO2、SO3、H2S、NH3、HCl、
CO等气体，用吸收液吸收后，测其电导值， 可以监测上述气体含量，（在测定其中之一 种气体时，应将其他气体预先排除，以免干 扰）
第三节

电导分析法应用
一、直接电导法 直接根据溶液的电导来测定其所含离子的浓度的方 法称为直接电导法（简称电导法）由于试液中所有 离子都参与导电，所以本选择性较差，它只适用于 测定试液中电解质总量或用于分析单纯物质。 进行电导测量时，只要将试液放在电导池中，将两 个电极插入试液内，然后由电导仪读出电导值（或 电阻值），温度对溶液的电导是有影响的，因此， 在测定时应保持温度不变或使用温度自动校正装置， 或按溶液的温度系数加以校正。