电导分析2
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电导的定分析法测定未知酸【实验目的和要求】1. 掌握电导率仪和测定溶液电导值的基本操作;2. 了解电导电极的结构和使用;3. 掌握电导滴定的基本原理和判断终点的方法。
【实验原理】借助于滴定过程中离子浓度变化而引起的电导值的变化来判断滴定终点,这种方法称为电导滴定。
以NaOH 标准溶液滴定HCl 溶液的电导滴定曲线来看。
在NaOH 溶液与HCl 的溶液的滴定中,各种离子的极限摩尔电导值如图中所示,在滴定开始是,由于H +的极限摩尔电导值较大,测定的溶液电导值也比较大;随着滴定进行,H +和OH +不断结合生成不导电的水,在H +离子浓度不断下降的同时不断增加同等数量的Na +离子,但是由于Na +离子导电能力小于H +离子,因此溶液的电导值也是不断下降的;在化学计量点以后,随着过量的NaOH 溶液不断加入,溶液中增加了具有较强导电能力的OH-离子,因为溶液的电导值也会不断增加。
由此可以判断,溶液具有最小电导值是所对应的滴定剂体积为滴定终点。
【实验仪器与试剂】 1. DDS-307型电导率仪 2. DJS-1C 型铂黑电导电极 3. 磁力搅拌器一台4. NaOH 标准溶液(0.1000mol/L)5. 未知浓度HCl 溶液6. 10ml 移液管一只7. 100ml 玻璃烧杯一个 【实验步骤】1.滴定前准备按照滴定分析基本要求洗涤、润洗滴定管,装入0.1000 mol/L 的NaOH 标准溶液,调节滴定管液面至“0.00ml ”处。
用移液管准确移取5.00ml 未知浓度的HCl 溶液于100ml 玻璃烧杯中,加入50ml 蒸馏水稀释被测溶液,将烧杯置于磁力搅拌器上,放入搅拌棒。
2.安装好仪器,将电极插入被测溶液;完成电导率仪的各项调试。
3.滴定过程和溶液电导值测定。
启动磁力搅拌器,按照下表依次滴加0.1000mol/L 的NaOH 标准溶液,将电导率仪调到适合量程,开始测量。
【实验数据处理】 1.滴定曲线的绘制以测定的溶液浓度电导值为纵坐标,滴加的NaOH 标准溶液体积为横坐标绘制电导滴定曲线,并才用作图法在滴定曲线上去出滴定终点所对应的滴定剂体积。
电导率分析原理
电导率分析是一种用于测量溶液中离子浓度的方法,通过测量溶液中离子所带电荷在单位长度上的传导能力来确定离子浓度。
该方法基于电解质溶液中的电流与电场强度之间的关系,根据欧姆定律,电流密度与电场强度成正比。
实际上,电导率是溶液中离子的导电能力的度量。
离子的电导率取决于其电荷数和流动速度。
溶液中离子的浓度越高,其电导率也越高。
通过电导率分析,可以对溶液中的离子进行定量测量。
一般来说,电导率仪采用两个电极浸入溶液中,通电后测量电压和电流。
根据欧姆定律,电导率等于电流除以电压。
将测量到的电导率值与标准曲线或已知浓度的标准溶液进行比较,从而确定溶液中离子的浓度。
电导率分析在环境监测、食品检验、药物分析等领域有广泛应用。
它具有快速、简便、准确的特点,且不需要特殊的昂贵仪器设备。
然而,在使用电导率分析时,需要注意电极的选用、温度的控制以及溶液的电导率范围等因素,以确保测试结果的准确性。
总之,电导率分析是一种用于测量溶液中离子浓度的重要方法,它通过测量溶液中离子的导电能力来确定离子浓度,广泛应用于各个领域,为相关行业提供了一种简便、快速且准确的分析技术。
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。
一、实验模块电导分析法二、实验标题电导分析法测定溶液中离子浓度三、实验日期2023年10月25日四、实验操作者张三五、实验目的1. 熟悉电导分析法的基本原理和操作步骤。
2. 掌握使用电导率仪测定溶液中离子浓度的方法。
3. 了解不同离子浓度对电导率的影响。
六、实验原理电导分析法是一种通过测量电解质溶液的电导值来确定物质含量的分析方法。
电导值是指溶液中离子浓度和迁移速率的乘积。
根据欧姆定律,电导G与电阻R的关系为G=1/R。
电导率的单位为西门子(S),它是电导与溶液浓度的比值。
电导率与溶液中离子的种类、浓度和迁移速率有关。
七、实验步骤1. 准备实验仪器:电导率仪、标准溶液、待测溶液、移液管、烧杯、电极等。
2. 校准电导率仪:按照仪器说明书进行校准。
3. 配制标准溶液:取一定量的标准溶液,用移液管移取至烧杯中,加入适量的去离子水,搅拌均匀。
4. 测量标准溶液的电导率:将电极插入标准溶液中,打开电导率仪,读取电导率值。
5. 配制待测溶液:取一定量的待测溶液,用移液管移取至烧杯中,加入适量的去离子水,搅拌均匀。
6. 测量待测溶液的电导率:将电极插入待测溶液中,打开电导率仪,读取电导率值。
7. 计算待测溶液的离子浓度:根据标准溶液和待测溶液的电导率,计算待测溶液的离子浓度。
八、实验环境实验地点:化学实验室实验器具:电导率仪、标准溶液、待测溶液、移液管、烧杯、电极等。
九、实验过程1. 校准电导率仪,确保仪器准确度。
2. 配制标准溶液,按照实验要求配制不同浓度的标准溶液。
3. 测量标准溶液的电导率,记录数据。
4. 配制待测溶液,按照实验要求配制不同浓度的待测溶液。
5. 测量待测溶液的电导率,记录数据。
6. 根据标准溶液和待测溶液的电导率,计算待测溶液的离子浓度。
十、实验结论通过本次实验,我们掌握了电导分析法的基本原理和操作步骤,能够使用电导率仪测定溶液中离子浓度。
实验结果表明,随着溶液中离子浓度的增加,电导率也随之增加。
电导分析法(2)
课题导入:
前面学过了电导分析法的基本原理,以及电导和浓度的关系。
下面我们继续学习怎样利用电导进行浓度的测量。
三、溶液电导的测量
电导是电阻的倒数,因此测量电导实际上就是测量它的电阻。
电导的测量装置包括电导池和电导仪。
1.电导池
电导池是有两个电导电极构成。
电导电极一般由两片平行的铂制成的。
测量电导的铂黑电极,表面积大,电流密度小,极化作用也就小,用于测量电导率高的溶液。
在测量低电导率的溶液时,铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象,这时不宜用光亮铂电极。
2.溶液电导的测量方法
电阻分压法,平衡电桥法,不平衡电桥法。
平衡电桥法的原理如下:
四、影响溶液电导测量的因素
1.电极极化的影响
所谓极化是指电导池中发生的电解现象。
因为溶液电解后,使阳极的电位值增加,阴极的电位值减小,即两极分化,极化由此得名。
影响电导测量的极化有浓差极化和化学极化。
若电导池上加一直流电压,电导池中即发生电解作用,电极反应速率要比离子迁移速率快得多,瞬时后,阳极或阴极的表面附近溶液中离子供不应求,导致电极周围的离子浓度比电导池中溶液的离子浓度低得多,形成浓差极化。
电流密度越大,浓差极化越严重。
浓差极化的存在使电极与溶液的接触面之间没有平衡状态存在,造成误差。
化学极化是由于电解物在电极与溶液之间形成电阻。
例如,测量NaCl 溶液的电导时,带负电荷的C1移向正极后失去电子变成C12,Cl2附着在电极表面形成一层气泡,使电极与溶液隔绝,相当于电阻增加。
消除浓差极化和化学极化的主要措施是用交流电源供电。
因交流电源不断改变外加电压的方向,使每次电流流动所引起的极化,被下次电流流动反方向抵消,所以发生的浓差极化也相应抵消。
此外,也可用加大电极表面积的办法,即在电极表面镀上一层粉末状的铂黑以加大电极表面积,减小电流密度。
但测量低电导时,铂黑会吸附大量溶液,使电导不稳定,影响结果的准确性。
2.电容的影响
仪器用交流电源供电后,电容的影响就不容忽视。
因为电容的存在会改变两个极片间的电阻值,影响测量结果。
消除电容影响可采取两种措施:一是加大极片面积和极间距离,从而加大溶液的电阻,这种措施必然受到一定的限制;二是加大电源的频率,因为频率愈高,电容影响愈小,尤其是在溶液浓度较大的情况下,所用电源的频率都要略高一此。
3.温度的影响
电解质溶液的电导率随温度的升高而增加,一般每升高1℃,电导率约增加2%。
温度升高后可增加离子活动的能量,使离子迁移速率加快,从而使电导率增加。
因此,对于精密测量应在恒温下进行,或者仪器增设温度补偿线路。
一般的电导测定要求在短时间内温度稳定就行了。
4.其他杂质的影响
由于溶液电导与浓度存在线性关系,因此空气中若存在某些杂质(如CO2、NH3)而被溶液吸收或蒸馏水中存在微量杂质均会影响电导的测定。
为了减少这些杂质的影响,要求使用纯度较高的蒸馏水,必要时应用蒸馏水加少量高锰酸钾的碱性溶液进行重蒸馏以驱除氨。
五、电导分析法及应用
(一)直接电导法
直接根据溶液的电导与被测离子浓度的关系来进行分析的方法,叫做电导法。
电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产中某些中间流程的控制及自动分析,强电解质溶液总浓度的测定,土壤,海水的盐度。
1、水质监测
工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、湖泊,实验室用水等都需要对水的质量指标作监测。
水的电导率是反映水质的很重要的一个指标。
它反映
了水中电解质的总含量——可溶性的无机盐类。
但一些非导电物质,如有机物、细菌、藻类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映出来。
水的类型自来水普通蒸馏水离子交换水
电导率(κ/s·cm-1) 5.26×10-4
(~10-4)
2.9×10-6
(~10-6)
5×10-7
(~10-7)
2.大气监测
由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2、CO、CO2及N X O Y等。
可利用气体吸收装置,将这些气体通过一定的吸收液,利用反应前后电导率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高,操作简单,并能获得连续读数,因而在环境监测中广泛应用.
例:大气中SO2的测定,SO2气体用H2O2吸收,SO2被H2O2氧化为H2SO4后电导率增加,由此可计算出大气中SO2的含量。
SO2 + H2O2 →H2SO4 + H2O
可用此法测定大气中HCl、HF、CO2等气体。
(二)电导滴定法
电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点,滴定剂与溶液中待测离子反应生成水,沉淀或难离解的化合物,使溶液的电导发生变化,而在化计点时滴定曲线上出现转折点,指示滴定终点。
摩尔电导H+>OH- >Na+
1.强酸强碱的滴定
如用NaOH滴定HCl,反应为
H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- +H2O
H++Cl-H+余+Na++Cl-+H2O
滴定前化计点前
Na++Cl-+ H2O Na+ + Cl- +OH-
化计点化计点后
在滴定过程中,由于滴定剂的加入而使溶液不断稀释,为了减小稀释效应的影响和提高方法的准确度,应使用浓度较大的滴定剂,一般是滴定剂浓度比被滴溶液浓度大10倍。
电导滴定法还可以测定用指示剂法或电位法无法直接准确测定的相当弱的酸,例如,硼酸(Ka=5.8×10-10)。
电导滴定还可应用于沉淀滴定、配位滴定、氧化还原滴定。
2.弱酸(或弱减)的滴定
如NaOH滴定弱酸
HA + Na+ + OH- = H2O + Na+ + A-
若弱酸的离解常数越小,起始电导值越低,滴定开始时,由于滴定反应产物A-抑制HA的离解,溶液电导逐渐降低,随着滴定的进行,非电导的弱酸HA转变为导电较好的盐、Na+、A-。
溶液的电导开始上升,在化计点以后,NaOH过量,使电导增加迅速,转折点为溶液终点。
HA→HA余+Na++A- →A-+Na+→A- +Na++ OH-
滴定前化计点前化计点化计点后。