电导分析法
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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。
电导分析法的原理和应用1. 电导分析法的原理电导分析法是一种常用的分析方法,通过测量电解液中的电导率来进行分析。
它基于电导率与电解质浓度之间的关系,利用电流通过电解质溶液时的导电性质来确定待测物质的浓度。
其原理可以分为以下几个方面:1.1 电解质的离子化电解质在溶液中通常以离子的形式存在。
当电压施加到电解质溶液时,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,使得溶液中的电解质分子离解成离子,形成电导。
1.2 离子的迁移和导电正离子和负离子在电场中移动,并形成离子迁移流。
这些流可以导电,而通过测量电解液中的电导率,可以确定离子浓度和溶液的离子性质。
1.3 电导率与浓度的关系电解质的电导率与其浓度成正比,即电导率越高,浓度越高。
通过测量电导率和已知浓度的标准溶液,可以建立浓度和电导率之间的定量关系,从而利用电导率来确定未知溶液的浓度。
2. 电导分析法的应用电导分析法广泛应用于各个领域,特别是在化学分析和环境监测方面。
以下是几个电导分析法的应用案例:2.1 水质监测电导分析法在水质监测中有着重要的应用。
通过测量水样中的电导率,可以判断水中总溶解固体的含量,从而评估水质的好坏。
常见的水质监测项目包括饮用水、地下水、河流和湖泊等水源的电导率测定。
2.2 化学分析电导分析法在化学分析中也有着广泛的应用。
例如,在药物分析中,可以通过测量药物溶液的电导率来确定药物的纯度;在金属离子测定中,可以通过测量金属盐溶液的电导率来确定其中金属离子的含量。
2.3 土壤检测电导分析法还可以用于土壤检测。
土壤中的电导率与土壤的离子浓度密切相关,可以用来评估土壤中的盐碱化程度和养分含量。
通过测量土壤样品的电导率,可以为农田施肥和土壤改良提供参考依据。
2.4 生化分析电导分析法在生化分析中也有一定的应用。
例如,在酶活性测定中,可以通过测量酶反应产物离子浓度变化的电导率,来确定酶的催化效率和活性。
此外,还可以应用电导分析法来测定血液中的离子浓度和酸碱平衡状态。
第四章电位与电导分析法第四章主要介绍电位与电导分析法在化学分析中的应用。
电位与电导分析法是一类基于电化学原理的分析技术,其原理是利用电位或电导随溶液中其中一种分析物浓度的变化而变化的特性进行分析。
4.1电位分析法4.1.1电位的基本概念电位是指电极与电解质溶液之间产生的电势差。
在电位分析法中,常用的电极有指示电极和参比电极。
指示电极用于获得需要测定的分析物的信号,而参比电极用于提供一个与参比电极不发生电位变化的电位参考。
4.1.2电位滴定法电位滴定法是一种常用的电位分析方法,它通过测量电极的电位变化来确定目标溶液中其中一种物质的浓度。
电位滴定法有常规滴定法和仪器化滴定法两种形式。
常规滴定法是指使用玻璃电极进行滴定,并通过手工记录电位变化来判断滴定终点。
而仪器化滴定法则利用自动滴定仪器来记录电位变化并确定滴定终点。
仪器化滴定法具有准确性高、重复性好、自动化程度高的优点。
4.1.3电位指示法电位指示法是一种利用电极的特性来指示溶液中其中一种物质浓度变化的分析方法。
在电位指示法中,一般使用特定的指示电极来测量电位变化,并通过电位的变化来判断被测物质的浓度。
4.2.1电导的基本概念电导是指物质对电流传导的能力。
在电导分析法中,通过测量电解质溶液的电导来确定其中其中一种物质的浓度。
4.2.2电导测定法电导测定法是一种常用的分析方法,它利用电导与溶液中其中一种物质浓度之间的关系来测定该物质的浓度。
电导测定法具有操作简便、灵敏度高、快速准确的优点。
4.2.3电导滴定法电导滴定法是一种基于电导测定法的滴定分析方法。
它通过测量滴定过程中电导的变化来确定滴定终点。
电导滴定法具有准确性高、自动程度高、滴定速度快的优点。
4.3电位与电导分析法在环境分析中的应用电位与电导分析法在环境分析中有着广泛的应用。
例如,电位分析法可以用于测定水体中重金属离子的浓度,而电导分析法可以用于测定水体中溶解物质的总浓度。
此外,电位与电导分析法还可以应用于食品分析、药物分析、医学分析等领域。
第十一章电导分析法
(书后习题参考答案)
1.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:已知A=1.11cm2, l=1.00cm
查表知,H+、OH-离子的极限摩尔电导率分别为
λH+=349.82×10-4S·m2·mol-1,λOH-=349.82×10-4S·m2·mol-1
纯水的极限摩尔电导率Λm=λH+ +λOH-=547.42×10-4S·m2·mol-1
纯水中氢离子、氢氧根离子的浓度均为10-7mol·L-1,即c=10-4mol·m-3
由纯水的电导率为k=cΛm=5.4742×10-6S·m-1
所以纯水电导率为G=kA/l=5.4742×10-6×1.11×10-2=6.08×10-8S
2.用电导池常数为0.53cm-1的电导池测得某硝酸溶液的电导为22.7mS,计算该硝酸溶液的
物质的量的浓度。
解:电导池常数θ=l/A=0.53cm-1=53m-1, G=22.7mS
由条件,得G=c·Λm/θ, Λm=λH+ +λNO3-
则
6.
28
10
)
44
.
71
82
.
349
(
53
10
7.
22
4
3
=
⨯
+
⨯
⨯
=
Λ
⋅
=
-
-
m
G
c
θ
mol·m-3
即c=0.0286mol·L-1
3.在电池中,放有两支面积为1.25×10-4m2的平行电极,相距0.105m,测得某溶液的电阻
为1995.6Ω,计算池常数和溶液的电导率。
解:已知A=1.25×10-4m2, l=0.105m, R=1995.6Ω
池常数
840
10
25
.1
105
.0
4
=
⨯
=
=
-
A
l
θ
m-1
由G=1/R=k/θ得到:k=θ/R=840/1995.6=0.421S·m-1
4.某电导池内装有两个直径为 4.0×10-2m并相互平行的圆形电极,电极之间的距离为
0.12m,若池内盛满浓度为0.1mol·L-1的AgNO3溶液,并施加20V电压,则所测电流强
度为0.1976A。
试计算池常数、溶液的电导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。
解:已知A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol·L-1=100mol·m-3
池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1
溶液的电导G=i/E=9.88×10-3S
电导率k=G·θ=9.88×10-3×95.5=0.943S·m-1
Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1
5.用一个具有池常数为555m-1的电导池测得饱和AgCl水溶液的电阻值为67953Ω(298K),
实验用水的电导率为8×10-5S·m-1。
计算AgCl的溶度积。
解:k溶液=θ/R=555/67953=8.167×10-3S·m-1
k AgCl= k溶液-k水=8.167×10-3-8×10-5=8.087×10-3S·m-1
以于AgCl的离解平衡,AgCl==Ag+ + Cl-, a(Ag+)=a(Cl-)
k AgCl=a(Ag+)·λAg+ + a(Cl-)·λCl-=a(Ag+) (λAg+ + λCl-)
即8.087×10-3= a(Ag+)× (61.9+76.34)×10-4
则a(Ag+) =0.585mol·m3=5.85×10-4=mol·L-1
K sp-AgCl= a(Ag+)·a(Cl-)=(5.85×10-4)2=3.42×10-7
6.给出下列滴定体系的电导滴定曲线:(1)用KCl滴定AgNO3;(2)用LiCl滴定AgAc. 解:
7.普通电导法测量中,为什么以交流电源对电导池供电为好?
解:因为直流电通过电解质溶液时,会发生电解作用,使溶液中组分的浓度发生变化,电阻也随之改变,同时由于两电极上的电极反应,产生反电动势,影响测定.因此以交流电源对电导池供电为好.
8.用电导法测SO2气体时,通常选什么吸收液?为什么?
解:用固定浓度的NaOH溶液作吸收液.因为产物SO32-的电导率与OH-的摩尔电导率差别比较大.
9.高频滴定的主要特点和优点是什么?
解:特点:电极不直接与溶液接触,避免了电解和极化现象.
高频电导滴定的优点是:
1.电极不直接与试液接触,避免了电解和电极极化现象。
适用于沉淀滴定,也可用于一般金属离子的EDTA络合滴定。
2.能测定电容变化。
对于非水溶剂的滴定分析,由于电导值变化小而电容变化大,高频电导滴定特别适宜。
3.对于介电常数相差远的两组分混合物的分析,普通滴定法则难以实现准确测定,应用高频滴定法能得到比较理想的测定结果。
10.绘出用0.1 mol·L-1NaOH滴定0.01 mol·L-1HCl的电导滴定曲线,并解释曲线的形状。
Array
解:用NaOH滴定HCl溶液时,反应的结果是溶液中的H+被Na+代替,由于Na+的摩尔电导率远小于H+,则滴定过程中电导不断下降(AB段);化学计量点后,过量的NaOH存在,
导致电导又上升(BC段).。