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電導(dǎo)和電導(dǎo)率


實驗室k / 2019-03-29

       將連接電源的兩個電極插入電解質(zhì)溶液中,即構(gòu)成一個電導(dǎo)池。正負兩種離子在電場作用下發(fā)生移動,并在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而傳遞電子,因此,電解質(zhì)溶液具有導(dǎo)電作用。溶液的導(dǎo)電能力稱為電導(dǎo),符號為L,單位為西門子,簡稱“西”,用S表示。溶液的電導(dǎo)等于其電阻的倒數(shù)。L=1/R

       根據(jù)歐姆定律,溫度一定時,電阻值與導(dǎo)體的長度即電極間距離l(厘米)成正比,與導(dǎo)體的截面積即電極的截面積A(平方厘米)成反比。

R=ρl/A

式中           ρ——電阻率,也稱比電阻,即1立方厘米電解質(zhì)溶液的電阻,單位為歐姆-厘米。

對于一對固定的電極而言,l和A都是固定不變的,所以,l/A為常數(shù),稱為電極常數(shù),用θ表示。

因此,                           L=1/R=1/ρθ

       式中的1/ρ稱為電導(dǎo)率,也稱比電導(dǎo),用K表示,單位為西/厘米,即是一立方厘米電解質(zhì)溶液的電導(dǎo),它與溶液的組成和濃度有關(guān)。

       K=Lθ    即電導(dǎo)率=電導(dǎo)×電極常數(shù)

       電導(dǎo)率既然是單位體積溶液的電導(dǎo),因而溶液越濃,電導(dǎo)率就越大。但當濃度很大時,離子間的電引力就增大,因而電導(dǎo)率反而稍有減小,象純硫酸,電導(dǎo)率是很低的。

       為了比較各種電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力,考慮到因溶液的濃度和離子的價數(shù)不同而引起的影響,人們引入了當量電導(dǎo)的概念。當量電導(dǎo)是表征含有1克當量電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力。假設(shè)有兩個互相平行的大面積電極,電極間距離為1厘米,在這兩個電極之間放入含有1克當量電解質(zhì)的整個溶液,這個體系的電導(dǎo)稱為當量電導(dǎo),用“λ”表示。若1000毫升溶液中含有N克當量電解質(zhì),則含1克當量電解質(zhì)溶液的體積V(毫升)為V=1000/N。因此,當量電導(dǎo)等于電導(dǎo)率乘以電解質(zhì)溶液的體積。

λ=KV=K1000/N

       由于電解質(zhì)離子彼此間相互吸引,當量電導(dǎo)也和溶液的濃度有關(guān)。溶液越稀,離子彼此間影響越小,在無限稀釋時,當量電導(dǎo)達到最大值。在無限稀釋情況下,電解質(zhì)的當量電導(dǎo)最大值λ°等于正負離子當量電導(dǎo)之總和。

λ°=λ+°+λ-°

表12-3列出了常見離子在無限稀釋情況下的當量電導(dǎo)值。

表12-3  無限稀溶液的離子當量電導(dǎo)(25℃)

陽離子 λ+° 陰離子 λ-°
H+ 349.82 OH- 198
Li+ 38.69 Cl- 76.34
Na+ 50.11 Br- 78.4
K+ 73.51 I- 76.85
NH4+ 73.4 NO3- 71.44
Ag+ 61.92 ClO4- 67.3
1/2Mg2+ 53.06 CH3COO- 40.9
1/2Ca2+ 59.50 1/2SO42- 80.0
1/2Ba2+ 63.64 1/2CO32- 69.3
1/2Pb2+ 69.5 1/3PO43- 80
1/3Fe3+ 68.0 1/4Fe(CN)64- 110.5
1/3La3+ 69.6


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