物理化学电导及其应用

第七章 电 化 学 主要公式及其适用条件1．迁移数及电迁移率电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电，即正、负离子分别承担导电的任务。

但是，溶液中正、负离子导电的能力是不同的。

为此，采用正(负)离子所迁移的电量占通过电解质溶液的总电量的分数来表示正(负)离子之导电能力，并称之为迁移数，用t + ( t - ) 表示。

即正离子迁移数-++-++-++++=+=+=u u u Q Q Q t v v v负离子迁移数-+--+--+--+=+=+=u u u Q Q Q t v v v上述两式适用于温度及外电场一定而且只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶液。

式子表明，正(负)离子迁移电量与在同一电场下正、负离子运动速率+v 与 -v 有关。

式中的u + 与u - 称为电迁移率，它表示在一定溶液中，当电势梯度为1V·m -1 时正、负离子的运动速率。

2．电导、电导率与摩尔电导率衡量溶液中某一电解质的导电能力大小，可用电导G ，电导率κ与摩尔电导率m Λ来表述。

电导G 与导体的横截面A s 及长度l 之间的关系为l A κR G s==1式中κ称为电导率，表示单位截面积，单位长度的导体之电导。

对于电解质溶 液，电导率κ则表示相距单位长度，面积为单位面积的两个平行板电极间充满 电解质溶液时之电导，其单位为S · m -1。

为了反映在相同的物质的量条件下，电解质的导电能力，引进了摩尔电导率的概念。

电解质溶液的摩尔电导率m Λ定义是该溶液的电导率κ与其摩尔浓度c 之比，即c κΛ=mm Λ表示了在相距为单位长度的两平行电极之间放有物质的量为1 mol 电解质之溶液的电导。

单位为S · m 2 · mol -1 。

3. 离子独立运动定律与单种离子导电行为摩尔电导率m Λ与电解质的浓度c 之间有如下关系: c A ΛΛ-=∞m m此式只适用于强电解质的稀溶液。

物理化学电导率知识点总结一、电导率的定义电导率通常用符号κ表示，单位为S/m（西门子/米）。

在物理学中，电导率是描述物质导电能力的量。

电导率的计算公式为κ = G / l * A，其中G表示导电系数，l表示电流传导长度，A表示电流传导面积。

二、电导率的电解质溶液当溶质为电解质时，其导电能力主要由其中的阳离子和阴离子产生的。

电解质溶液中的离子可导致电子的迁移，并使得溶液具有一定的电导率。

一般来说，电解质溶液的离子浓度越高，其电导率也越高。

三、电导率的测定电导率的测定通常使用电导仪进行，电导仪是一种专门用于测定溶液中电导率的仪器。

在实验中，将电导仪中的电极浸入溶液中，通过电导仪的显示屏可以读取到溶液的电导率数值。

四、影响电导率的因素1. 浓度溶液中的离子浓度越高，电导率也就越高。

2. 温度温度的升高会导致电解质的电导率增加，这是由于温度升高导致了离子活动度和迁移速率的增加。

3. 离子种类不同种类的离子具有不同的电导率，通常而言，离子价高的离子电导率较高。

4. 溶剂性质溶剂的性质也会影响电导率，通常来说，极性溶剂会提高电导率。

五、应用1. 土壤测试电导率可以用来测定土壤中的盐分含量，可以用来判断土壤的肥力。

2. 水质监测电导率可以用来监测水中溶解的离子浓度，从而判断水质的好坏。

3. 生物学研究电导率可以用来研究生物细胞中的离子迁移行为，可以用来揭示生物进程中的化学活动。

六、总结电导率是溶液中离子迁移能力的量化指标，对于研究溶液的导电性质非常重要。

电导率的测定可以用来判断溶液中离子浓度，用于各种领域的实际应用。

因此，对于电导率这一物理化学参数的研究和应用具有重要意义。

高考化学常见物质电导率高考化学常见物质电导率分析引言：电导率在化学领域中是一个重要的概念，它用来描述物质的导电性能。

在高考中，电导率常常作为一个重要的考点出现，掌握常见物质的电导率对于解答相关问题至关重要。

本文将对高考化学中常见物质的电导率进行分析和总结，帮助考生更好地理解和掌握这一概念。

一、关于电导率的基本概念电导率是描述物质传导电流能力的物理量，通常用符号σ表示。

电导率与物质的导电性能有关，导电性能越好，电导率越高。

电导率和电阻是互逆的概念，它们之间的关系可以用以下公式表示：电导率σ = 1/电阻R。

电导率的单位是西门子/米（S/m）。

二、金属导体的电导率金属是一类能够良好传导电流的物质，因此它们的电导率相对较高。

在常见金属中，铜（Cu）和银（Ag）的电导率最高，分别为59.6MS/m和62 MS/m。

铝（Al）的电导率较低，为37.7 MS/m。

其他常见的金属如铁（Fe）、锌（Zn）和锡（Sn）的电导率也比较高，分别为9.71 MS/m、16.6 MS/m和9.36 MS/m。

三、非金属导体的电导率非金属是一类不能良好传导电流的物质，因此它们的电导率相对较低。

在高考中，会考察一些非金属材料的电导率，如碳（C）、硫（S）和硅（Si）。

碳是一种具有变化的导电性能的物质，其不同形态具有不同的电导率。

晶体形态的碳是一个非导体，而石墨形态的碳则是一种良好的导电材料，其电导率约为1.05 × 10-5 S/m。

硅也是一种非导体，其电导率约为10-3 S/m。

硫是一种对电流较差传导的物质，其电导率更低，仅为10-15 S/m。

四、电解质和非电解质的电导率电解质和非电解质是化学中常见的两类物质。

电解质在溶液中或熔融态下能够产生离子，并能导电。

电解质的电导率与其浓度和温度有关。

一般情况下，电解质的电导率随浓度的增加而增加，随温度的升高而增加。

常见的电解质有氯化钠（NaCl）、硫酸（H2SO4）和盐酸（HCl）。

化学物质的电导率导言电导率是衡量物质导电能力的物理量，它反映了电荷在物质中传导的能力强弱。

化学物质的电导率对于我们理解和应用化学非常重要。

本文将探讨化学物质的电导率的基本概念、影响因素以及相关应用。

一、电导率的基本概念电导率是指物质单位体积内的导电性，通常用符号σ表示，单位为西门子/米（S/m）。

电导率可以用下式表示：σ = 1/ρ其中，ρ为物质的电阻率，单位为欧姆·米（Ω·m），ρ与σ成反比。

二、影响电导率的因素1. 浓度溶液中的电离质浓度是影响溶液电导率的主要因素。

随着电解质浓度的增加，导电物质的电荷密度增大，电离反应增加，溶液电导率也随之增加。

2. 温度温度是影响化学物质电导率的重要因素。

在常温下，溶液的电导率随温度升高而增加，这是由于温度升高使离子活动度增加、溶液电离增多所致。

然而，高温下由于溶液的蒸汽化和电化学反应的不完全性，导致电导率降低。

3. 溶剂溶剂对于液态溶液的电导率有影响。

通常情况下，极性溶剂有利于溶解电解质，从而增加溶液的电导率。

非极性溶剂则不利于电解质的溶解，导致电导率降低。

4. 溶质的电荷性质溶质的电荷性质直接影响着电导率。

带正、负电荷的离子易于电解，因此具有较高的电导率。

而非离子性的化合物如脂肪酸等，通常没有电离，所以它们的电导率较低。

三、化学物质电导率的应用1. 反应速率电导率可以作为化学反应速率的指标之一。

在一些离子反应中，反应速率与电导率正相关。

通过监测反应体系的电导率变化，可以研究反应的动力学过程。

2. 溶液浓度的测定电导率可以用来测定溶液中电解质的浓度。

通过建立电导率与溶液浓度之间的标准曲线，根据待测溶液的电导率值可以确定其浓度。

3. 离子浓度的测定电导率还可以被用来测定溶液中离子的浓度。

根据物质的电导率特性，可以通过电导率测定来推算出其中离子的浓度，从而用于各种分析化学和环境科学的实验研究。

4. 材料表征电导率是评价材料导电性质的重要指标之一。

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化本092 姓名周培实验日期2011年4月14日同组姓名徐浩，郑志浩指导老师刘旭峰，王婷婷实验名称实验五、电导的测定及其应用一、实验目的1、测量KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。

2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。

3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理1、电解质溶液的电导率、摩尔电导率①电导率对于电解质溶液，常用电导G表示其导电能力的大小。

电导G是电阻R的倒数，电导的单位是西门子，常用S表示。

G =κA /lκ为该溶液的电导率l/A = Kcell，称为电导池常数。

其意义是电极面积为及1m2、电极间距为lm的立方体导体的电导，单位为S·m－1。

Kcell可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。

然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，再得出κ②摩尔电导率ΛmΛm=κ/ CC为溶液浓度，单位mol.m-32、当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导率逐渐增大。

柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系：Λ∞m为无限稀释时的极限摩尔电导率，A视为常数可见，以Λm对C作图得一直线，其截距即为Λ∞m。

3、弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。

在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。

此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m，可用离子极限摩尔电导率相加求得。

在弱电解质稀溶液中。

离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽视，因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λm与其极限摩尔电导率之比，即：α=Λm/Λ∞m对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系：HAc====H++ Ac-t=0 C 0 0t=t平衡C(1-α) CαCαK⊙=cα/c⊙(1-α)在一点温度下K⊙是常数，因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。

电导率渗透压全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电导率和渗透压是物质在溶液中的两个重要指标，它们在生物医学领域和工业生产中起着至关重要的作用。

本文将分别介绍电导率和渗透压的概念、测量方法以及其应用领域。

希望通过本文的介绍，读者能更加深入了解这两个参数的意义和功能。

电导率（conductivity）是指物质在电场中导电的能力，通常用电导率值来表示。

电导率是描述电解质溶液中离子传导能力的重要物理量，通常用单位时间单位体积内通过的电荷的数量来表示。

对于电解质溶液来说，离子的浓度越高，溶液的电导率也就越高。

电导率的测量可以通过导电仪进行，其原理是利用溶液中的离子在电场中传导电流。

电导率的值可以表征物质的纯度、浓度以及杂质的程度，因此在水质监测、化学分析和工业生产中有着广泛的应用。

渗透压（osmotic pressure）是指在半透膜或细胞膜两侧存在浓度不同的溶液时，由于溶质的不均匀分布而导致的压强差异。

渗透压是细胞内外液体间维持平衡的关键参数，它影响着生物体内外水分的转移和细胞的正常功能。

通常用帕斯卡（Pa）来表示渗透压的大小。

测量渗透压的方法有很多种，常用的方法包括渗透压计法、结晶点法和流体比重法等。

通过测量渗透压的数值，我们可以了解溶质在溶液中的浓度和分布情况，从而推断出细胞内外溶质的平衡状态和细胞的生理活动。

电导率和渗透压都是描述溶液中物质传导和平衡状态的重要参数，它们在不同领域具有不同的应用价值。

在环境监测中，我们可以通过电导率值来评估水质的优劣，判断水体中是否存在有害物质。

在化学实验中，电导率可以用来确定物质的浓度和纯度，帮助科研人员进行实验设计和质量控制。

而在生物学研究中，渗透压的测量可以帮助我们了解细胞内溶质的平衡状态，从而研究细胞的生长、分化和免疫反应等生理过程。

第二篇示例：电导率和渗透压是两个在生物学和化学领域中经常出现的概念。

它们分别代表了溶液中电导电流的能力和溶液中溶质造成的压力效应。

《物理化学基础实验》电导率法测定表面活性剂临界胶束浓度实验一、实验目的用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度；了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；掌握DDS－308型电导率仪的使用方法。

二、实验原理有些物质当它们以极低的浓度存在于某体系中时，可被吸附于该体系的表面上，使表面自由能明显降低，这样的一类物质称为表面活性剂。

表面活性剂具有特殊的结构，即分子是由亲水的极性端和亲油的非极性端组成，通常分为三大类：阴离子型、阳离子型和非离子型。

若不另加说明，一般的表面活性剂都是水溶性的。

表面活性剂进入水中，在低浓度时呈单个分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。

当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性剂分子立刻结合成很大的集团，形成“胶束”。

以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的，表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC 表示。

胶束的形成过程如下图所示。

图18-1 胶束形成过程示意图Figure 18-1 Schematic diagram of micelle formation在CMC点上，由于溶液结构的改变，导致其某些物理化学性质同浓度关系的曲线也出现明显的转折，如下图所示。

这个现象是测定CMC的实验依据。

利用这个现象，我们可以测定表面活性剂的CMC值。

本实验通过测定不同浓度溶液的电导率值，绘制电导率与浓度关系曲线，由曲线的转折点，来确定阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的CMC值。

图18-2 表面活性剂的物理性质与浓度的关系Figure 18-2 Relationship between the physical properties and the concentration of surface active agent三、仪器和试剂仪器：DDS－308型电导率仪，超级恒温水浴。

药品：0.02 mol·dm-3的十二烷基硫酸钠（事先配制）。

材料：容量瓶（100 mL）移液管、洗耳球、锥形瓶。

实验二 电解质溶液电导率的测定及其应用一、目 的(1)通过测定弱电解质醋酸溶液的电导率，计算其解离度a 和标准解离常数K 。

(2)通过测定强电解质稀盐酸溶液的电导率，计算其无限稀释摩尔电导率m Λ∞。

二、原理电解质溶液为第二类导体，它与通过电子运动而导电的第一类导体有所不同，是通过正、负离子在电场中的移动而导电的。

电解质溶液的导电能力用电导 G 来衡量，电导 G 即溶液电阻 R 的倒数：G = 1/R (2.2.1)电导的单位为西门子，简称西，用符号S 表示，1S=1Ω-1。

在电解质溶液中，插入两个平行电极，电极间距离为l ，电极面积为A ，则：G = 1/R = κ A / l 或 κ = G l /A (2.2.2)式中κ为电导率(即为电阻率ρ的倒数)，单位为 S·m -1。

当电极的截面积 A =1m 2，距离 l =1m 时，测得的溶液电导即为电导率。

实验时，所用的两个平行电极(通常为金属铂片)用塑料封装在一起，称为电导电极。

电导电极的面积及电极间的距离均为常数，其比值K cell =l /A (2.2.3)称为电导池常数，单位为m -1。

电导池常数K cell 不易直接精确测量，一般是通过测定已知电导率κ的标准溶液的电导G , 再利用式(2.2.4)进行计算。

κ = G K cell (2.2.4)根据式(2.2.4)，使用同一个电导电极测量其它溶液的电导，便可确定它们的电导率，这就是电导仪或电导率仪的测量原理。

实验时，应根据溶液电导率的测量精度和变化范围选择电导池常数不同的电导电极，同时选择不同浓度的KCl 标准溶液(见数据表4.21)标定电导池常数。

当两电极间的溶液含有 1mol 电解质、电极间距 1m 时，溶液所具有的电导称摩尔电导率，记作Λm 。

摩尔电导率Λm 与电导率 κ 之间的关系为：Λm = κ / c (2.2.5)式中 c 为物质的量浓度，单位为 mol .m -3。

电导率的测定与应用实验目的（1）通过实验验证强电解质溶液摩尔电导率与浓度的关系；（2）掌握电导法测定H A c电离常数的原理和方法；（3）掌握电导率测定的原理与电导率仪的使用方法。

实验原理电解质溶液的电导率随溶液浓度不同而变化，若以1mo l电解质溶液来量度，即可在给定条件下比较不同电解质溶液的导电能力。

把含有1mo l电解质溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间，这时所具有的电导率，称为摩尔电导率，以Λm表示，则摩尔电导率可表示为（1）式中，Λm是摩尔电导率，S·m2/m o l；c是浓度，m o l/m3；κ是电导率，S/m。

Λm的数值可通过测定溶液的电导率κ并根据式（1）计算得到。

通常可使用电导率仪测定溶液电导率。

强电解质稀溶液摩尔电导率与浓度的关系，遵循柯尔劳施公式：。

通过实验测定强电解质稀溶液的电导率，通过式（1），已知浓度c可计算Λm，以Λm的值为纵坐标，以的值为横坐标，从直线外推可求强电解质溶液的。

对于弱电解质溶液，当浓度不是太小时，由于电离平衡的存在，Λm随浓度变化不明显；在极稀时，将不能维持电离平衡，Λm随浓度变小迅速增大，不能用外推的方法得到。

通常弱电解质的由离子无限稀释的摩尔电导率相加而得。

在一定温度下，弱电解质A B在水中电离达到平衡时有如下关系：A B=A++B-起始c00平衡时c（1-α）cαcα因为弱电解质溶液中只有已解离的部分才能承担导电任务，因此（2）（3）所以有（4）即（5）最后得（6）可以看出，若测得一系列不同浓度的A B溶液的摩尔电导率，以对1/Λm作图为直线，其斜率为。

由理论计算（或查文献值）得，可求弱电解质的解离度和解离常数。

仪器和试剂仪器：电导率仪；超级恒温水浴（或水浴锅）；恒温磁力搅拌器。

试剂：氯化钾溶液0.02000m o l/L；乙酸溶液0.1000m o l/L。

实验步骤（1）强电解质溶液K C l电导与浓度的关系用移液管移取25m l的0.02000mo l/L的K C l溶液于200m l烧杯中，在25℃的超级恒温水浴中恒温10m i n后测定溶液电导率；加入25m l已恒温（25℃）的蒸馏水，搅拌5mi n后测定溶液电导率；吸去12.5m l溶液后，再加入12.5m l蒸馏水，搅拌5mi n后测定溶液电导率。