第四章 電化學(xué)

1、 鋅鋅- -石墨簡易電池石墨簡易電池2電化學(xué)的用途電化學(xué)的用途電解 精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬；電解法制備化工原料；電鍍法保護(hù)和美化金屬；還有氧化著色等。電池 汽車、宇宙飛船、照明、通訊、 生化和醫(yī)學(xué)等方面都要用不同類型的化學(xué)電源。電分析 生物電化學(xué)3電化學(xué)是研究電能與化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中的有關(guān)現(xiàn)象電化學(xué)是研究電能與化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中的有關(guān)現(xiàn)象的科學(xué)。電化學(xué)發(fā)展史如下：的科學(xué)。電化學(xué)發(fā)展史如下：1799年伏打年伏打(Volta)創(chuàng)制了第一個(gè)原電池，有了直流電；創(chuàng)制了第一個(gè)原電池，有了直流電；電解了水，電解制出了堿金屬；電解了水，電解制出了堿金屬；1833年法拉第總結(jié)出法

2、拉第定律；年法拉第總結(jié)出法拉第定律；1870年創(chuàng)造了發(fā)電機(jī)，電解廣泛應(yīng)用于工業(yè)中；年創(chuàng)造了發(fā)電機(jī)，電解廣泛應(yīng)用于工業(yè)中；今天電化工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分；有色金屬、今天電化工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分；有色金屬、稀有金屬的冶煉和精煉采用電解，一些化工產(chǎn)品的制備稀有金屬的冶煉和精煉采用電解，一些化工產(chǎn)品的制備(氫氧化鈉、氫氧化鈉、氯酸鉀等氯酸鉀等)，在醫(yī)藥領(lǐng)域，人們采用電化學(xué)分析手段在臨床與科研，在醫(yī)藥領(lǐng)域，人們采用電化學(xué)分析手段在臨床與科研方向發(fā)揮了重要作用。方向發(fā)揮了重要作用。本章內(nèi)容有：電解質(zhì)溶液理論；電化學(xué)平衡；電極過程動(dòng)力學(xué)；本章內(nèi)容有：電解質(zhì)溶液理論；電化學(xué)平衡；

3、電極過程動(dòng)力學(xué)；實(shí)用電化學(xué)。講授內(nèi)容僅限電解質(zhì)溶液理論。實(shí)用電化學(xué)。講授內(nèi)容僅限電解質(zhì)溶液理論。引言引言4一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理一、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理導(dǎo)電體（簡稱導(dǎo)體）一般可分為兩類：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體。導(dǎo)電體（簡稱導(dǎo)體）一般可分為兩類：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體。電子導(dǎo)體電子導(dǎo)體: 依靠自由電子的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電，隨溫度升高，電阻增大。依靠自由電子的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電，隨溫度升高，電阻增大。離子導(dǎo)體離子導(dǎo)體: 依靠離子定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電，隨溫度升高，電阻減小。依靠離子定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電，隨溫度升高，電阻減小。第一節(jié)第一節(jié) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)純水純水, 醋酸溶液和鉻酸鉀稀溶液的導(dǎo)電性醋酸溶液和鉻酸

4、鉀稀溶液的導(dǎo)電性5第一節(jié)第一節(jié) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性質(zhì)導(dǎo)電體（簡稱導(dǎo)體）導(dǎo)電體（簡稱導(dǎo)體）一般可分為兩類：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體。一般可分為兩類：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體。第一類導(dǎo)體 又稱電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等。A.自由電子作定向移動(dòng)而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.溫度升高，電阻也升高D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)第二類導(dǎo)體又稱離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等。A.正、負(fù)離子作反向移動(dòng)而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.溫度升高，電阻下降D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān)6電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理原電池原電池: 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b

5、置. 電解池電解池: 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置. 銅銅-鋅電池鋅電池電解硫酸鉀水溶液電解硫酸鉀水溶液7 電解電解 KI 水溶液水溶液. 3 管中均為管中均為KI水溶液水溶液. 陽陽(正正)極反應(yīng)極反應(yīng) (右管右管): 2I(aq) I2(aq) + 2e I2 使右管溶液呈黃色使右管溶液呈黃色. 陰陰(負(fù)負(fù))極反應(yīng)極反應(yīng) (左管左管): 2H2O(l)+2e H2(g)+2OH(aq) OH使酚酞指示劑變紅使酚酞指示劑變紅. 電池反應(yīng)電池反應(yīng): 2KI + 2H2O I2+H2 +2KOH (右圖是右圖是封閉的封閉的陰極管陰極管, 能看到能看到氣體氣體 和和OH的產(chǎn)生的

6、產(chǎn)生.)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理在電極界面上在電極界面上, 離子和電子通過離子和電子通過電極反應(yīng)電極反應(yīng)來進(jìn)行電荷傳遞來進(jìn)行電荷傳遞.8電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理常見基本術(shù)語：常見基本術(shù)語：電極反應(yīng)電極反應(yīng): 單個(gè)電極上發(fā)生單個(gè)電極上發(fā)生的氧化或還原反應(yīng)的氧化或還原反應(yīng).電池反應(yīng)電池反應(yīng): 兩個(gè)電極反應(yīng)的兩個(gè)電極反應(yīng)的總結(jié)果總結(jié)果.陽極陽極: 發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生氧化反應(yīng)的電極. 氧化態(tài)氧化態(tài) + ze = 還原態(tài)還原態(tài)陰極陰極: 發(fā)生還原反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極. 還原態(tài)還原態(tài) = 氧化態(tài)氧化態(tài) + ze 正極正極: 電勢高的電極電勢高的電極.負(fù)極負(fù)極:

7、電勢低的電極電勢低的電極.電解池：正極為陽極，負(fù)極為陰級；電解池：正極為陽極，負(fù)極為陰級；原電池：正極為陰極，負(fù)極為陽極原電池：正極為陰極，負(fù)極為陽極9電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理：1. 電流在溶液中的傳導(dǎo)由正負(fù)離子定向遷移而共同承擔(dān)；電流在溶液中的傳導(dǎo)由正負(fù)離子定向遷移而共同承擔(dān)；2. 由于兩電極上所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致電子得失，由于兩電極上所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致電子得失，從而使電極與溶液界面處的電流得以連續(xù)。從而使電極與溶液界面處的電流得以連續(xù)。10法拉第定律法拉第定律: （1）電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，在電極上發(fā)生化）電流通過電

8、解質(zhì)溶液時(shí)，在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的量正比于所通過的電量；（學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的量正比于所通過的電量；（2）若將幾個(gè)電解池）若將幾個(gè)電解池串聯(lián)，通入一定的電量后，在各個(gè)電解池的電極上發(fā)生反應(yīng)串聯(lián)，通入一定的電量后，在各個(gè)電解池的電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)其物質(zhì)的量等同，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正的物質(zhì)其物質(zhì)的量等同，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q = nzF ，比例常數(shù)，比例常數(shù)F稱為稱為法拉第常數(shù)法拉第常數(shù).119123mol96485.309CC1060217733. 1mol100221367. 6 LeF二、法拉第定律二、法拉第定律陰極陰極反應(yīng)反應(yīng): 氧化態(tài)氧

9、化態(tài) + ze = 還原態(tài)還原態(tài)陽極反應(yīng)陽極反應(yīng): 還原態(tài)還原態(tài) = 氧化態(tài)氧化態(tài) + ze 例如例如電解電解反應(yīng)反應(yīng) 2KI +2H2O = I2 + H2 + 2KOH 陽極陽極: 2I(aq) = I2(aq) + 2e 陰極陰極: 2H2O(l) + 2e = H2(g) + 2OH(aq) 要電解要電解 2 mol KI, 即發(fā)生即發(fā)生 = 1 mol的反應(yīng)的反應(yīng), 需通過需通過192970.618C電量電量, 將生成將生成1mol (253.8088g) I2和和1mol (2.01588g) H2 .電量計(jì)電量計(jì): 依據(jù)法拉第定律依據(jù)法拉第定律, 測量電路中通過電量的裝置測量電路

10、中通過電量的裝置.將電量計(jì)串聯(lián)于電路中將電量計(jì)串聯(lián)于電路中, 根據(jù)電量計(jì)中電極上生成物的量來計(jì)根據(jù)電量計(jì)中電極上生成物的量來計(jì)算所通過的電量算所通過的電量. 常用的電量計(jì)有常用的電量計(jì)有銀電量計(jì)銀電量計(jì), 銅電量計(jì)銅電量計(jì)和和氣體氣體電量計(jì)電量計(jì). 若電量計(jì)中陰極上沉積若電量計(jì)中陰極上沉積107.868g Ag 或或63.546/2g Cu, 或析出或析出2.01584/2g H2, 都相當(dāng)于通過了都相當(dāng)于通過了96485.309C的電量的電量. Michoel Faraday (1791-1867) 化學(xué)史上最有影響化學(xué)史上最有影響的人之一的人之一, 很多術(shù)語很多術(shù)語如陰離子如陰離子, 陽離

11、子陽離子, 電極和電解質(zhì)等都電極和電解質(zhì)等都源于他源于他.11法拉第定律的意義 法拉第定律的意義 是電化學(xué)上最早的定量的基本定律，揭示了通入的電量與析出物質(zhì)之間的定量關(guān)系。 該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。 該定律的使用沒有什么限制條件。12一、離子的電遷移現(xiàn)象一、離子的電遷移現(xiàn)象 電遷移電遷移: 離子在電場作用下的運(yùn)動(dòng)，正負(fù)離子共同承擔(dān)導(dǎo)電任務(wù)離子在電場作用下的運(yùn)動(dòng)，正負(fù)離子共同承擔(dān)導(dǎo)電任務(wù). 設(shè)想有兩隋性電極，將電解池分三個(gè)區(qū)設(shè)想有兩隋性電極，將電解池分三個(gè)區(qū)(陰極區(qū)、中間區(qū)、陽極陰極區(qū)、中間區(qū)、陽極區(qū)區(qū))，各區(qū)均含有，各區(qū)均含有5mol正、負(fù)離子，通入正、負(fù)離子，通入4mol電量

12、后電量后第二節(jié)第二節(jié) 離子的電遷移和遷移數(shù)離子的電遷移和遷移數(shù)(1)u+=u-1314離子的電遷移和遷移數(shù)離子的電遷移和遷移數(shù)結(jié)論：結(jié)論：1. 向陰、陽極方向遷移的正、負(fù)離子的物質(zhì)的量總和恰向陰、陽極方向遷移的正、負(fù)離子的物質(zhì)的量總和恰 等于通入溶液的總電量。等于通入溶液的總電量。2.(2)u+=3u-負(fù)離子的遷移速率正離子的遷移速率負(fù)離子所傳導(dǎo)的電量正離子所傳導(dǎo)的電量陰極部物質(zhì)的量的減少陽極部物質(zhì)的量的減少)()(QQ15二、離子的遷移數(shù)二、離子的遷移數(shù) 離子的電遷移和遷移數(shù)離子的電遷移和遷移數(shù)遷移數(shù)遷移數(shù) t : 某種離子遷移的電量與通過溶液的總電量之比某種離子遷移的電量與通過溶液的總電量

13、之比. 1 , , ttQQQtQQQt 凡影響離子運(yùn)動(dòng)速度的因素凡影響離子運(yùn)動(dòng)速度的因素(如離子本性如離子本性, 溶劑性質(zhì)溶劑性質(zhì), 電解液電解液濃度濃度, 溫度等溫度等)都會(huì)影響離子的遷移數(shù)都會(huì)影響離子的遷移數(shù). , uuutuuut電場強(qiáng)度改變時(shí)電場強(qiáng)度改變時(shí), 正負(fù)離子的速度按同比例改變正負(fù)離子的速度按同比例改變, 故不影響離故不影響離子遷移數(shù)的大小子遷移數(shù)的大小.16希托夫法希托夫法電電極極反反應(yīng)應(yīng)的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量極極區(qū)區(qū)的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量陰陰離離子子遷遷出出陽陽負(fù)負(fù)正正)()()( tt離子遷移數(shù)的測定方法離子遷移數(shù)的測定方法 希托夫法測定遷移數(shù)希托夫法測定遷移數(shù) 電極反應(yīng)的

14、物質(zhì)的量由電量計(jì)的讀電極反應(yīng)的物質(zhì)的量由電量計(jì)的讀數(shù)得出數(shù)得出. 若電極是惰性的若電極是惰性的, 則陽極區(qū)和陰極區(qū)則陽極區(qū)和陰極區(qū)電解質(zhì)的量都是減少的電解質(zhì)的量都是減少的, 所減少的量所減少的量(由濃度變化得出由濃度變化得出)分別等于正分別等于正(負(fù)負(fù))離離子遷出的量子遷出的量. 若陽極溶解若陽極溶解, 陽極區(qū)電解質(zhì)的量是增陽極區(qū)電解質(zhì)的量是增加的加的, 則正離子遷出陽極的量則正離子遷出陽極的量 = 電解前后陽極區(qū)電解質(zhì)的量之差電解前后陽極區(qū)電解質(zhì)的量之差 + 電量計(jì)電極反應(yīng)的物質(zhì)的量電量計(jì)電極反應(yīng)的物質(zhì)的量.此外還有界面移動(dòng)法等。此外還有界面移動(dòng)法等。17一、電導(dǎo)率與摩爾電導(dǎo)一、電導(dǎo)率與摩爾

15、電導(dǎo)1.電導(dǎo)電導(dǎo)L : 電阻電阻R 的倒數(shù)的倒數(shù). 單位西門子單位西門子(S), 1S = 11.2.電導(dǎo)率電導(dǎo)率 : 電阻率的倒數(shù)電阻率的倒數(shù), 單位為單位為Sm1電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率 是兩極板面積是兩極板面積 A = 1m2, 距離距離l = 1m 時(shí)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)時(shí)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo).第三節(jié)第三節(jié) 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)KCl 溶液的電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率( / S m 1 ) c/mol dm3273.15K291.15K298.15K16.6439.82011.190.10.7151.1191.2890.010.077510.12270.14133.摩

16、爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率 m: 相距為相距為1m的兩平行電極之間放置含有的兩平行電極之間放置含有1mol電解電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率質(zhì)溶液的電導(dǎo)率. 單位單位Sm2 mol 1 . cVm/ def mRL1ALAR111118電導(dǎo)池常數(shù)常用測量方法電導(dǎo)池常數(shù)常用測量方法電導(dǎo)池常數(shù)測量一般可采用下列方法：一：標(biāo)準(zhǔn)溶液法 配制濃度準(zhǔn)確的kcl溶液，測定其電導(dǎo)率D表與K標(biāo)相比較按下式求得J待： J待= K標(biāo) D表二：與標(biāo)準(zhǔn)電極（已知常數(shù)電極）比較法 用一已知常數(shù)電極與未知常數(shù)電極測量同一溶液的方法求得未知電極電導(dǎo)池常數(shù)。 J待 D待= J標(biāo) D標(biāo) J待= J標(biāo) D標(biāo) D待19電導(dǎo)池系數(shù)電導(dǎo)池系數(shù)Kcell :

17、 常數(shù)常數(shù) l/A . 單位單位 m 1. 原理原理: 采用適當(dāng)頻率的交流電源采用適當(dāng)頻率的交流電源, 利用利用惠斯頓電橋測量溶液的電阻惠斯頓電橋測量溶液的電阻. 不能采不能采用直流電源用直流電源, 因直流電解使電極附近因直流電解使電極附近溶液濃度改變?nèi)芤簼舛雀淖? 且電解產(chǎn)物會(huì)改變電且電解產(chǎn)物會(huì)改變電極的本質(zhì)極的本質(zhì).電橋平衡時(shí)電橋平衡時(shí), R1RxR3R4ABCTIRxDR1K測定溶液電阻的惠斯頓電橋測定溶液電阻的惠斯頓電橋R3R4二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)測定二、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)測定（一）平衡電橋法（一）平衡電橋法1431RRRRxRRKKAR1,1cellcell得20（二）電阻分壓法（二）

18、電阻分壓法21 強(qiáng)酸強(qiáng)堿的電導(dǎo)率較大強(qiáng)酸強(qiáng)堿的電導(dǎo)率較大, 其次其次是鹽類是鹽類, 它們是強(qiáng)電解質(zhì)它們是強(qiáng)電解質(zhì); 而弱而弱電解質(zhì)電解質(zhì)CH3COOH等很低。等很低。 電導(dǎo)率隨電解質(zhì)濃度的增大而電導(dǎo)率隨電解質(zhì)濃度的增大而先增大后減小先增大后減小, 呈現(xiàn)一極大值呈現(xiàn)一極大值. 這時(shí)由于在低濃度區(qū)離子數(shù)目這時(shí)由于在低濃度區(qū)離子數(shù)目隨濃度增大而增大這一因素占隨濃度增大而增大這一因素占主導(dǎo)主導(dǎo), 而在高濃度區(qū)是離子間而在高濃度區(qū)是離子間引力隨濃度增大而增大這一因引力隨濃度增大而增大這一因素占主導(dǎo)素占主導(dǎo).三、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系三、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系0 155 102040608

19、00k /(S m1)H2SO4KOHKClCH3COOHc/(mol dm3) 電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系Cd(NO3)2HClKClNaCl22 摩爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率 m 不再與電解質(zhì)數(shù)目不再與電解質(zhì)數(shù)目有關(guān)有關(guān), 但隨著電解質(zhì)濃度但隨著電解質(zhì)濃度 c 降低降低, 離離子間引力減小子間引力減小, 離子運(yùn)動(dòng)速度增加離子運(yùn)動(dòng)速度增加, 故摩爾電導(dǎo)率故摩爾電導(dǎo)率 m增大。增大。 強(qiáng)電解質(zhì)在低濃度時(shí)強(qiáng)電解質(zhì)在低濃度時(shí), m與與c1/2 成成直線關(guān)系直線關(guān)系, 將直線外推至將直線外推至 c = 0 時(shí)時(shí), 可得可得 極限摩爾電導(dǎo)率極限摩爾電導(dǎo)率.cA mm 弱電解質(zhì)的弱電解質(zhì)的m 在溶液很

20、稀時(shí)由于在溶液很稀時(shí)由于電離度的增大而急劇增加電離度的增大而急劇增加, 不能外不能外推求極限摩爾電導(dǎo)率推求極限摩爾電導(dǎo)率.電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系0.040.030.020.010 幾種電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率對幾種電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率對濃度的平方根圖濃度的平方根圖 (298.15K)3Bdm/mol c m /(S m2 mol 1)HClNaOHAgNO3CH3COOH0 0.5 1.0 1.523四、離子獨(dú)立移動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率四、離子獨(dú)立移動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率 一些強(qiáng)電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率一些強(qiáng)電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率(298.15K) 電解質(zhì)電解質(zhì)

21、 m /S m2 mol 1差值差值KClLiCl14. 986 10 311. 503 10 33. 48 10 3KNO3LiNO314. 50 10 311. 01 10 33. 49 10 3KClO4LiClO414. 004 10 310. 598 10 33. 41 10 3HClHNO342. 616 10 342. 13 10 30. 490 10 3KClKNO314. 986 10 314. 496 10 30. 490 10 3LiClLiNO311. 503 10 311. 01 10 30. 490 10 3 , , mmm 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律: 科科

22、 爾勞施根據(jù)實(shí)驗(yàn)事爾勞施根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)出實(shí)總結(jié)出, 在在無限稀釋無限稀釋溶液中溶液中, 離子彼此獨(dú)立離子彼此獨(dú)立運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), 互不影響互不影響, 電解質(zhì)電解質(zhì)摩爾電導(dǎo)率為正、負(fù)離摩爾電導(dǎo)率為正、負(fù)離子的摩爾電導(dǎo)率之和子的摩爾電導(dǎo)率之和. 24根據(jù)離子獨(dú)立移動(dòng)定律根據(jù)離子獨(dú)立移動(dòng)定律, 可可計(jì)算弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率計(jì)算弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率, 如如:)COOCH()H( )COOHCH( 3mm3m )Cl( )Na()Na( )COOCH( )Cl( )H(mmm3mmm )NaCl( )COONaCH( )HCl( m3mm 離子獨(dú)立移動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率離子獨(dú)立移動(dòng)定律和離子的摩

23、爾電導(dǎo)率 m,mm,m , uuutuuut還可推出還可推出, 在無限稀釋時(shí)在無限稀釋時(shí), 離子的摩爾電導(dǎo)率與遷移數(shù)的關(guān)系離子的摩爾電導(dǎo)率與遷移數(shù)的關(guān)系:對離子的摩爾電導(dǎo)率有必要指明物質(zhì)的基本單元對離子的摩爾電導(dǎo)率有必要指明物質(zhì)的基本單元. 如如25下下, 124221m1242mmolmS1050.59CamolmS100 .119)(Ca 前者指前者指1molCa2+, 后者指后者指1mol 基本電荷基本電荷.25一、檢測水的純度一、檢測水的純度醫(yī)藥行業(yè)常常對水的純度有較高的要求，可用測定水醫(yī)藥行業(yè)常常對水的純度有較高的要求，可用測定水的電導(dǎo)率的大小來檢測水的純度。常溫下自來水的電的電導(dǎo)率

24、的大小來檢測水的純度。常溫下自來水的電導(dǎo)率導(dǎo)率一般約為一般約為1.010-1 sm-1，普通蒸餾水的電導(dǎo)率，普通蒸餾水的電導(dǎo)率約為約為1.010-3 sm-1，重蒸水（蒸餾水經(jīng)用，重蒸水（蒸餾水經(jīng)用KMnO4和和KOH溶液處理以除去溶液處理以除去CO2及有機(jī)雜質(zhì)，然后在石英器及有機(jī)雜質(zhì)，然后在石英器皿中重新蒸餾皿中重新蒸餾12次）和去離子水的次）和去離子水的值一般小于值一般小于1.010-4 sm-1，所以我們只要測定水的電導(dǎo)率，所以我們只要測定水的電導(dǎo)率值就值就可知其純度是符合要求。可知其純度是符合要求。第四節(jié)第四節(jié) 電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用26二、弱電解質(zhì)的電離度及電離常數(shù)的測定二、弱

25、電解質(zhì)的電離度及電離常數(shù)的測定在弱電解質(zhì)溶液中，只有已電離的部分才能承擔(dān)傳遞電量的任在弱電解質(zhì)溶液中，只有已電離的部分才能承擔(dān)傳遞電量的任務(wù)，在無限稀的溶液中，可認(rèn)為弱電解質(zhì)能全部電離，其摩爾務(wù)，在無限稀的溶液中，可認(rèn)為弱電解質(zhì)能全部電離，其摩爾電導(dǎo)率即為離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的加和。一定濃度下的弱電導(dǎo)率即為離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的加和。一定濃度下的弱電解質(zhì)的電解質(zhì)的m與其無限稀釋的差別決定于兩個(gè)因素：一是電解質(zhì)與其無限稀釋的差別決定于兩個(gè)因素：一是電解質(zhì)的離解程度；二是離子間的相互作用力。由于一般弱電解質(zhì)的的離解程度；二是離子間的相互作用力。由于一般弱電解質(zhì)的電離度（電離度（degree o

26、f dissociation）很小，溶液中離子濃度很低，）很小，溶液中離子濃度很低，故可將離子間相互作用忽略不計(jì)，則故可將離子間相互作用忽略不計(jì)，則m與與 的差別可以為只由部分電離和全部電離產(chǎn)生的離子數(shù)目不的差別可以為只由部分電離和全部電離產(chǎn)生的離子數(shù)目不同所致，由此可得同所致，由此可得 第四節(jié)第四節(jié) 電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用mm0202)(1ccccKmmmm27【例題【例題5-4】298.15K時(shí)時(shí),實(shí)驗(yàn)測得實(shí)驗(yàn)測得0.01mol/L的磺胺的磺胺(C6H8O2N2S)水溶液的電導(dǎo)率水溶液的電導(dǎo)率（SN）為）為1.10310-3Smol-1，磺胺鈉鹽的無，磺胺鈉鹽的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率限稀

27、釋摩爾電導(dǎo)率 (SN-Na)為為0.01003 Smol-1。試求。試求0.01mol/L的磺胺水溶液中磺胺的電離度及其電離平衡常數(shù)。的磺胺水溶液中磺胺的電離度及其電離平衡常數(shù)。解：查表得解：查表得 (HCl) 0.042616 Smol-1m2 (NaCl) 0.012645 Sm2mol-1 (SN) (SN-Na) (HCl) (NaCl) 0.0400 Sm2mol-1再根據(jù)式再根據(jù)式(5-9) 第四節(jié)第四節(jié) 電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用%276. 00400. 010103. 14)()(SNmSNm221064. 71CCKmmmmmmm1243410103. 11001. 010103. 1)(molmScSNm28【例題【例題5-5】298.15K時(shí)，測得時(shí)，測得AgBr飽和水溶液的電導(dǎo)率值為飽和水溶液的電導(dǎo)率值為1.57610-4Sm-1，所用水的電導(dǎo)率，所用水的電導(dǎo)率為為1.519 Sm-1，試求，試求AgBr在該溫度時(shí)的溶解度。在該溫度時(shí)的溶解度。解：根據(jù)式