电导率和摩尔电导率

2.1 电解质溶液的电导思考题1． 什么是溶液的电导、电导率和摩尔电导率？它们的相互关系如何？答: 将电解质溶液放入两平行电极间，两电极距离为L ，两电极面积为A ，这时溶液的电导G 是：R G 1= = LA κ 式中电导G 即电阻的倒数，单位为西门子（S 或Ω-1）；κ称为电导率，为电极面积为1 m 2，电极距离为1 m 时两极间的电导，亦即电阻率的倒数。

SI 单位为S ·m -1。

摩尔电导率的定义式是该溶液的电导率与其浓度之比。

Λm =cκ （8-19） 其物理意义表示两个相距1 m 的电极间含1 mol 电解质的溶液时两电极间的电导率。

单位为S ·m 2·mol -1。

2． 影响电解质溶液导电能力的因素有哪些？答: 电解质溶液的导电能力与温度、电解质性质、溶剂、溶液的浓度等因素有关。

3． 强、弱电解质的摩尔电导率与浓度的关系有何不同？答: Λm 随浓度变化的规律，强弱电解质各不相同。

强电解质的稀溶液符合科尔劳斯（Kohlrausch F ）经验公式：Λm =Λm ∞ - A ×c式中，Λm ∞为无限稀摩尔电导率，A 为常数。

对弱电解质，导电离子数随溶液的稀释、电离度α的增大而增大，当溶液无限稀释时，弱电解质完全电离，α=1，因而有：α==ΛΛ∞数之比电解质溶液中导电离子mol m m14． 结合教材学习和你所完成的实验，谈谈电导率的测定有哪些应用？答: 1.计算弱电解质的解离度和解离常数； 2.测定难溶盐的溶解度； 3. 检验水的纯度；4 应用于动力学研究；5 电导滴定；等等。

2.2 蔗糖水解反应的速率常数测定思考题1. 蔗糖水解反应的反应速率常数k 值与哪些因素有关？答:与温度,催化剂有关。

2. 蔗糖水解反应中H ＋的作用是什么？答：起催化剂的作用。

3. 一级反应有什么动力学特征？答：① lnc 与 t 成线型关系。

②半衰期与反应物初始浓度无关。

实验十六 电导法测定氯化银的溶度积和溶解度思考题1、电导、电导率和摩尔电导率是如何定义的？三者分别以何符号表示？三者之间有何联系和区别?2、电导池常数K 的物理意义是什么?其数值如何测得?3、在运用公式c m /κ=Λ进行有关计算时，c 的单位是什么？4、极限摩尔电导率∞Λm 的物理意义和用途分别是什么？5、对于强、弱电解质，获得其∞Λm 分别有哪几种方法？6、对于强电解质难溶盐，如何理论计算其m Λ？为什么？7、难溶盐饱和溶液的电导率就是难溶盐的电导率吗？为什么？8、简述难溶盐溶解度和溶度积的区别?9、温度对电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率是否有影响?有何影响？10、科尔劳施公式c A m m -Λ=Λ∞成立的条件是什么？11、电导率的测定为何用交流电而不用直流电？12、简述用DDS-11A 型电导率仪测定溶液电导率的步骤?13、简述用DDS-11A 型电导率仪测定AgCl 溶解度和溶度积的步骤?答案：1、电导G 为电阻R 的倒数，表示导体的导电能力大小。

电导率κ为单位体积导体的电导。

摩尔电导率m Λ为单位浓度电解质溶液的电导率。

三者均反映导体的导电能力，对第二类导体电解质溶液而言，电导对电解质溶液的体积和浓度均没有限制，而电导率和摩尔电导率则分别对电解质溶液有体积限制和浓度限制，分别为单位体积电解质溶液和单位浓度电解质溶液的电导。

2、电导池常数K 为电导池两极之间距离 与极板面积A 之比值，对于指定的电导池，K 为常数。

K 值可通过测定已知电导率κ的电解质溶液的电阻R ，利用公式K= /A=κR 求得。

3、3-⋅m mol 。

4、∞Λm 为无限稀电解质溶液的摩尔电导率，由∞Λm 和m Λ可计算弱电解质稀溶液的电离度=αα,m Λ/∞Λm 。

5、对于强电解质，获得其∞Λm 有实验测定和理论计算两种方法，前者为以m Λ对c 作图，在低浓度下直线在纵轴（即横坐标c =0时）上的截距，后者为∞Λm =∞--∞++Λ+Λm m νν 。

§7.2 电解质溶液的电导率和摩尔电导率1. 电导和电导率通过溶液的电流强度I 与溶液电阻R 和外加电压V 服从欧姆定律R ＝V/I ；而溶液的电阻率ρ可根据(/)R A l ρ=计算。

通过测量电阻（resistance, R ）和电阻率（resistivity, ρ）即可评价电解质溶液的导电能力，不同的是l 为两电极间的距离，而A 则取浸入溶液的电极面积。

习惯上多用电导（conductance ，G ）和电导率（conductivity, κ）来表示溶液的导电能力，定义：G ＝1/R κ=1/ρ电导G 的单位是Ω-1，也记为S(西门子)，κ的单位是S·m -1。

电导和电导率间的关系：l G A κ⎛⎫=⎪⎝⎭(7.3)2. 电导的测量通常采用电导率仪（conductometer ）来测量电解质溶液的电导，其原理如图7.2。

测量时将电导电极（conductance electrode ）插入待测溶液或将待测溶液充入具有两个固定Pt 电极的电导池（conductance cell ）M 中，而后将M 连入惠斯登(Wheatstone)电桥的一臂。

测量方法与测定金属的电阻相同但技术上需做一些改进，如测量时不用直流电源而改用1000 Hz 的高频交流电源S ；以耳机或示波器T 来指示桥中零电流；在电桥另一臂的可变电阻R 1上需串联一个可变电容器K 以补偿电导池的电容。

电桥平衡时有314R R RR =3141R G RR R ==（7.4）溶液的电导率可按(7.3)式求算。

式中(l ／A)称为电导池常数（conductance cell constant ）。

不同的电导池具有不同的电导池常数，即使是同一电导池，其电导池常数也会随时间而改变。

实际测量时多用标准溶液（standard solution ）法，即先将一精确已知电导率（κs ）的标准溶液充入电导池，在指定温度下测定其电导（G s ），而后再将待测溶液充入该电导池测量其电导（G ），分别带入(7.3)式比较可得：ssG G κκ= (7.5)式中不再出现电导池常数。

§7.3 电导、电导率和摩尔电导率1、定义（1）电导G ：电阻R 的倒数（2）电导率κ：电阻率的倒数（3）摩尔电导率Λm ：溶液的电导率与其浓度之比单位：S·m 2·mol －1单位: S （西门子）（Ω－1）Ω★导体的电导率：单位截面积、单位长度时的电导.★电解质溶液的电导率：相距为1m , 面积为1m 2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导.1m 21m c κΛ=m s l R ρA =ρκ1=单位: S·m －1∵导体的电阻1G R =1G R ∴=s A l κ=s 1A ρl =×体积为1m 3注意：c 的单位：mol ·m -3（1）电导的测定—惠斯通电桥采用适当频率的交流电源接通电源，移动接触点C ，使CD 间的电流为零。

此时，电桥平衡：431=R R R R x 溶液的电导溶液的电导率电导池系数（2）电导率、摩尔电导率的计算◆测定已知电导率为κ的溶液电阻（电导），求电导池系数K cell 。

◆同法测待测溶液电阻（电导），可计算电导率◆当待测溶液浓度c 已知时，可计算摩尔电导率待测电阻可变电容（抵消电导池电容）交流电源检零器电阻箱电阻R 3、R 4为AC 与CB 的电阻cκΛ=m 2、电导的测定4例：25℃时在一电导池中盛以c 为0.02 mol ⋅dm −3的KCl 溶液，测得其电阻为82.4 Ω。

若在同一电导池中盛以c 为0.025 mol ⋅dm −3的K 2SO 4溶液,测得其电阻为326.0 Ω。

已知25℃时0.02 mol ⋅dm −3的KCl 溶液的电导率为0.2768 S ⋅m -1。

试求：(1)电导池系数K cell ；(2) 0.0025 mol ⋅dm −3K 2SO 4溶液的电导率和摩尔电导率。

解：（1）电导池系数K cell =l /A s =κ(KCl).R (KCl)=(0.2768×82.4)m -1=22.81m -1（2）0.0025 mol/dm 3的K 2SO 4 溶液的电导率κ(K 2SO 4)= K cell /R (K 2SO 4)=(22.81/326.0) S ·m -1=0.06997S ·m -10.0025 mol/dm 3的K 2SO 4的溶液的摩尔电导率Λm (K 2SO 4) = κ(K 2SO 4)/c = (0.06997/2.5) S·m 2 ·mol -1= 0 .02799 S·m 2 ·mol -13．摩尔电导率与浓度的关系＃强电解质①溶液浓度↓，摩尔电导率↑②溶液浓度→零，曲线→直线，摩尔电导率趋于极限值，称无限稀释时的摩尔电导率，也称极限摩尔电导率由图可知：无论是强或弱电解质，摩尔电导率均随溶液的稀释而增大。

电导率和摩尔电导率的关系嘿，你问电导率和摩尔电导率的关系呀，那咱就来唠唠。

电导率呢，简单说就是衡量物质导电能力的一个指标。

就好比一条路，电导率高呢，就像这条路很宽很平坦，电流在上面走得就顺畅；电导率低呢，就像这条路又窄又崎岖，电流走起来就费劲。

而摩尔电导率呢，是在电导率的基础上，考虑了物质的量的因素。

它就像是给电导率加上了一个“小秤砣”，用来衡量每摩尔物质的导电能力。

这俩家伙的关系呢，有点像亲兄弟。

电导率是比较直观地反映整体的导电情况，而摩尔电导率呢，更细致地从物质的量的角度去看导电能力。

比如说，同样是一种溶液，浓度不一样的时候，电导率会变化，但是摩尔电导率能更清楚地告诉我们，每摩尔溶质对导电的贡献有多少变化。

一般来说呢，随着溶液浓度的增加，电导率会先上升，因为溶质多了嘛，导电的离子也多了。

但是摩尔电导率呢，可能会先上升后下降。

为啥呢？一开始浓度增加，每摩尔溶质提供的离子多了，所以摩尔电导率上升。

但是浓度太高的时候，离子之间的相互作用就变强了，就像一群人挤在一起走不动路一样，反而会让导电变得困难，所以摩尔电导率就下降了。

我给你举个例子哈。

就像煮一锅汤，一开始加点盐，汤会变得更有味道，导电能力也像汤的味道一样变强了，这就是电导率增加。

但是如果不停地加盐，汤就会变得太咸，反而不好喝了。

同样的，溶液浓度太高的时候，导电也会受到影响。

而摩尔电导率呢，就像是在看每一勺盐对汤味道的贡献。

如果加了很多盐，虽然汤整体更咸了，但是每一勺盐对味道的提升可能没有一开始那么大了。

所以啊，电导率和摩尔电导率既有联系又有区别，它们一起帮我们更好地理解物质的导电性能呢。

一. 实验目的及要求1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。

2、掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法。

3、用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率，并用作图外推求其极限摩尔电导。

二.实验原理1.电导、电导率与摩尔电导率（1）电导：(conductance) 物体导电的能力可用电阻R (resistance，单位为欧姆，用符号Ω表示)或电导G来表示。

G为电阻R的倒数，即G =1/R，单位为西门子(siemens)，用S或Ω-1表示。

（2）电导率( conductivity )：电导率κ为电阻率ρ的倒数，即由上式可知，κ的单位是S · m-1。

其物理意义是电极面积各为1m2、两极间相距1m时溶液的电导。

其数值与电解质的种类、溶液浓度及温度等因素有关。

（3）摩尔电导率(molar conductivity) ：摩尔电导率是指在相距为1m的两个平行电极之间充入含1mol电解质的溶液时所具有的电导，用公式表示为式中V m为含有1mol电解质的溶液的体积(单位为m · mol )，c为电解质溶液的物质的量浓度(单位为mol · m )，所以的单位为S · m2· mol-1。

注意：在使用摩尔电导率时，要注明所取的基本单元。

如以1mol 元电荷的量为基本单元，则(1/2CuSO4)=7.17×10S · m2· mol-1。

2. 强电解质溶液的摩尔电导率与浓度的关系柯尔劳施（Kohlrausch）根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系，即—无限稀释时的摩尔电导率Λ∞mA —常数下图为几种电解质的摩尔电导率对浓度的平方根的图。

由图可见，无论是强电解质，还是弱电解质，其摩尔电导率均随 c→0 而增大。

对于强电解质，c→0 ，离子间引力减小，离子运动速度增加，所以摩尔电导增加。

第二节 电导、电导率与摩尔电导率 电解质溶液和金属导体一样，服从下列关系V R I = l R Aρ= R 、ρ越小，导体的导电能力越好。

但是，对于电解质溶液，其导电能力通常用电导G 和电导率κ来描述。

一、电导及电导率1．电导1 def G R(6-4) G 的单位为1()S -Ω=西门子。

当溶液中有多种电解质时，则溶液的总电导是所有电解质的电导之和，即123G G G G =+++2．电导率(以前也称比电导)11def l G A l R A ρκ== (6-5)式中l 为两电极间的距离，A 为电极面积。

κ的单位为11/m S m --Ω⋅=。

令l A l K A= 称为电导池常数，与电导池几何特征有关。

⑴物理意义由上式可知，当A ＝1m 2，l ＝1m 时，G ＝κ。

因此，κ就是长1m 、截面积为1m 2的导体所具有的电导。

对电解质溶液来说，其κ就是相距1m ，电极面积为1m 2的两个平行板电极间放置1m 3电解质溶液时的电导。

⑵与浓度的关系由图可以看出以下两点：Ⅰ. 当浓度相同时，强酸的电导率最大，强碱次之，盐类较低，弱电解质最低。

这是由于H +和OH -的电迁移率远远大于其它离子，至于弱电解质，则是由于单位体积内参加导电的离子很少。

Ⅱ. κ-c 曲线上存在极大点。

但弱电解质的变化不明显。

实际上，除了那些溶解度较低的盐类，它们在没有到达极大点时就已经饱和了，其它的电解质都有类似的情况。

在较稀的浓度范围内，随浓度增加单位体积溶液中的离子数目增加，κ逐渐增大。

当浓度足够大以后，离子间的静电作用将使离子的迁移速度大大减小，另外正、负离子还可能缔合成荷电量较少的或中性的离子对，因而会出现随浓度增大κ值减少的情况。

至于弱电解质溶液，单位体。