物理化學(xué) 第8章_電解質(zhì)溶液

1、總成績(jī)組成：總成績(jī)組成： 期末期末成績(jī)成績(jī)70%+ 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)30%(出勤和作業(yè)出勤和作業(yè))注意：注意：這學(xué)期用實(shí)驗(yàn)報(bào)告小冊(cè)子這學(xué)期用實(shí)驗(yàn)報(bào)告小冊(cè)子 寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 不再購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙不再購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙請(qǐng)假制度：請(qǐng)假制度：一次事假扣一次事假扣0.5分，分，遲到扣遲到扣0.5分，分，曠課第一次扣曠課第一次扣1分，分，第二次第二次2分，第三次分，第三次4分，分，曠課四次及以上取消考試資格。曠課四次及以上取消考試資格。物化實(shí)驗(yàn)預(yù)約說(shuō)明物化實(shí)驗(yàn)預(yù)約說(shuō)明地點(diǎn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)編號(hào)指導(dǎo)老指導(dǎo)老師師一室一室4#2024#202燃燒熱的測(cè)定燃燒熱的測(cè)定1 1王海寧王海寧異丙醇異丙醇- -環(huán)己

2、烷雙液相圖環(huán)己烷雙液相圖2 2王海寧王海寧乙酸乙酯皂化反應(yīng)速度常數(shù)測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速度常數(shù)測(cè)定3 3王海寧王海寧蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)測(cè)定蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)測(cè)定4 4王海寧王海寧二室二室4#2034#203凝固點(diǎn)降低法測(cè)定相對(duì)分子量凝固點(diǎn)降低法測(cè)定相對(duì)分子量5 5牟景林牟景林中和熱的測(cè)定中和熱的測(cè)定6 6牟景林牟景林三室三室4#2074#207飽和蒸氣壓的測(cè)定飽和蒸氣壓的測(cè)定7 7齊同喜齊同喜液相平衡液相平衡8 8齊同喜齊同喜溶解熱測(cè)定溶解熱測(cè)定9 9齊同喜齊同喜表面張力測(cè)定表面張力測(cè)定1010齊同喜齊同喜表表二二：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)按班預(yù)：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)按班預(yù)約按排表約按排表周周化工化工1401

3、2-3p3-4(一一)3-3p4-3p5-3p9-10(三三)6-3p4-3(一一)7-3p8-3p9-3p10-9(三三)注：注：表中表中1-2(一一)：1-2 表示實(shí)驗(yàn)表示實(shí)驗(yàn)1和和實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2，(1)表示物表示物化實(shí)驗(yàn)室化實(shí)驗(yàn)室一一.2-3p：表示第：表示第2周周星期三星期三5.6.7.8節(jié)。節(jié)。只能在固定時(shí)間只能在固定時(shí)間預(yù)約實(shí)驗(yàn)預(yù)約實(shí)驗(yàn)第八章第八章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液電能電能化學(xué)能化學(xué)能法拉第法拉第 法拉第出生在薩里郡紐因頓的一個(gè)鐵匠法拉第出生在薩里郡紐因頓的一個(gè)鐵匠之家，由于家境貧寒，法拉第沒(méi)有在學(xué)校之家，由于家境貧寒，法拉第沒(méi)有在學(xué)校受到完整的初等教育，受到完整的初等教育，13歲

4、起，就在一個(gè)歲起，就在一個(gè)圖書(shū)裝訂商門(mén)下做學(xué)徒工。在業(yè)余時(shí)間，圖書(shū)裝訂商門(mén)下做學(xué)徒工。在業(yè)余時(shí)間，法拉第讀了這家店鋪里裝訂的許多書(shū)籍，法拉第讀了這家店鋪里裝訂的許多書(shū)籍，其中對(duì)他影響特別深刻的一本書(shū)是約翰夫其中對(duì)他影響特別深刻的一本書(shū)是約翰夫等人編的等人編的化學(xué)中的守恒化學(xué)中的守恒。他從微薄的。他從微薄的工資收入中擠出錢(qián)來(lái)拼湊成了自用的簡(jiǎn)陋工資收入中擠出錢(qián)來(lái)拼湊成了自用的簡(jiǎn)陋實(shí)驗(yàn)室，在業(yè)余進(jìn)行某些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室，在業(yè)余進(jìn)行某些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。 20歲時(shí)，由于有一位顧客送他聽(tīng)歲時(shí)，由于有一位顧客送他聽(tīng)英國(guó)化學(xué)家戴維的幾次講演的入英國(guó)化學(xué)家戴維的幾次講演的入場(chǎng)券，得以聽(tīng)到戴維的講演，法場(chǎng)券，得以聽(tīng)

5、到戴維的講演，法拉第整理了戴維這些演講的記錄，拉第整理了戴維這些演講的記錄，將其裝訂了送給戴維，同時(shí)請(qǐng)求將其裝訂了送給戴維，同時(shí)請(qǐng)求參加戴維的實(shí)驗(yàn)室工作。參加戴維的實(shí)驗(yàn)室工作。22歲時(shí)，歲時(shí)，戴維實(shí)驗(yàn)室有了空缺，法拉第就戴維實(shí)驗(yàn)室有了空缺，法拉第就被錄用為實(shí)驗(yàn)室里的一名助手。被錄用為實(shí)驗(yàn)室里的一名助手。 戴維主持的這個(gè)實(shí)驗(yàn)室主要從事化學(xué)及戴維主持的這個(gè)實(shí)驗(yàn)室主要從事化學(xué)及物理學(xué)方面的工作。在這種工作中，法物理學(xué)方面的工作。在這種工作中，法拉第刻苦鉆研，努力學(xué)習(xí)，陸續(xù)作出一拉第刻苦鉆研，努力學(xué)習(xí)，陸續(xù)作出一系列有價(jià)值的研究成果。系列有價(jià)值的研究成果。1825年，由戴年，由戴維推薦，他接替戴維，成

6、為皇家研究院維推薦，他接替戴維，成為皇家研究院的實(shí)驗(yàn)室主任。的實(shí)驗(yàn)室主任。1833年，他又升任該院年，他又升任該院富勒講座化學(xué)教授，此后一直任此職，富勒講座化學(xué)教授，此后一直任此職，直到直到1867年逝世。年逝世。2022-4-25第第八章八章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液8.1 電化學(xué)中的基本概念和電解定律電化學(xué)中的基本概念和電解定律 8.2 離子的電遷移率和遷移數(shù)離子的電遷移率和遷移數(shù) 8.3 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo) 8.4 電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子8.5 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡(jiǎn)介強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡(jiǎn)介 8.1 電化學(xué)中的基本概念和電解定律電化學(xué)中的基本概念

7、和電解定律電能化學(xué)能 電化學(xué)主要是研究電化學(xué)主要是研究電能電能和和化學(xué)能化學(xué)能之間的之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過(guò)程中有關(guān)規(guī)律相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過(guò)程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。的科學(xué)。1. 原電池和電解池原電池和電解池電解電解 精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬 電池電池 電化學(xué)分析電化學(xué)分析 生物電化學(xué)生物電化學(xué)電化學(xué)的用途電化學(xué)的用途電解法制備各種化工原料、電解法制備各種化工原料、金屬金屬?gòu)?fù)合材料和表面特種材料復(fù)合材料和表面特種材料電鍍法保護(hù)和精飾金屬電鍍法保護(hù)和精飾金屬陽(yáng)極鈍化和氧化著色等陽(yáng)極鈍化和氧化著色等 汽車(chē)、宇宙飛船、照明、通訊、生汽車(chē)、宇宙飛船、照明、通訊、生化和醫(yī)學(xué)等方面都要

8、用不同類(lèi)型的化學(xué)化和醫(yī)學(xué)等方面都要用不同類(lèi)型的化學(xué)電源。電源。A. 自由電子作定向移動(dòng)而導(dǎo)電B. 導(dǎo)電過(guò)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)第一類(lèi)導(dǎo)體又稱(chēng)電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等（1）導(dǎo)體：能導(dǎo)電的物質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)電體，通常分為兩類(lèi)：第一類(lèi)導(dǎo)體的特點(diǎn)是：1. 原電池和電解池原電池和電解池1.1 基本概念基本概念第二類(lèi)導(dǎo)體又稱(chēng)離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等第二類(lèi)導(dǎo)體的特點(diǎn)是：A. 正、負(fù)離子作反向移動(dòng)而導(dǎo)電B. 導(dǎo)電過(guò)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) * *固體電解質(zhì)，如固體電解質(zhì)，如 等，也屬于離子等，也屬于離

9、子導(dǎo)體，但它導(dǎo)電的機(jī)理比較復(fù)雜，導(dǎo)電能力不高，導(dǎo)體，但它導(dǎo)電的機(jī)理比較復(fù)雜，導(dǎo)電能力不高，本章以討論電解質(zhì)水溶液為主。本章以討論電解質(zhì)水溶液為主。2AgBrPbI、正極、負(fù)極正極、負(fù)極電勢(shì)電勢(shì)低低的極稱(chēng)為的極稱(chēng)為負(fù)負(fù)極，極，電子電子從負(fù)極從負(fù)極流向正極。流向正極。電勢(shì)電勢(shì)高高的極稱(chēng)為的極稱(chēng)為正正極，極，電流電流從正極從正極流向負(fù)極。流向負(fù)極。1.1 基本概念基本概念（2）電極陰極、陽(yáng)極陰極、陽(yáng)極發(fā)生發(fā)生還原作用還原作用的極稱(chēng)為的極稱(chēng)為陰極。陰極。陰極：陰極：(Cathode)發(fā)生發(fā)生氧化作用氧化作用的極稱(chēng)為的極稱(chēng)為陽(yáng)極。陽(yáng)極。陽(yáng)極：陽(yáng)極：(Anode) 在在原電池中，陰極是正極原電池中，陰極是

10、正極；在；在電解池中，陰極是負(fù)極。電解池中，陰極是負(fù)極。 在在原電池中，陽(yáng)極是負(fù)極原電池中，陽(yáng)極是負(fù)極；在；在電解池中，陽(yáng)極是正極。電解池中，陽(yáng)極是正極。1.1 基本概念基本概念（2）電極1.1 基本概念基本概念（2）電極電極反應(yīng)：電極上進(jìn)行的有電子得失的化學(xué)反應(yīng)電池反應(yīng)：兩個(gè)電極反應(yīng)的總結(jié)果表示電池反應(yīng)陽(yáng)極陽(yáng)極: H2 2H+ 2e-陰極陰極: Cl2 +2e- 2Cl-以上電極反應(yīng)的總反應(yīng)為：以上電極反應(yīng)的總反應(yīng)為：H2(g)+Cl2(g)2HClHCl溶液-+電源電解池+-e-e-電解質(zhì)溶液：在外電場(chǎng)作用下，陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，共同完成導(dǎo)電任務(wù)。（1 1）電解池：電能）電解池：電能化學(xué)能化

11、學(xué)能1.2 原電池和電解池原電池和電解池負(fù)極正極2HCl H2(g)+Cl2(g)2Cl- Cl2 +2e- 2H+ 2e- H2陰極陽(yáng)極外電路：負(fù)極 正極 e-界面：外加電壓足夠大時(shí)，兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，完成電子在界面的傳遞若電解可逆進(jìn)行：若電解可逆進(jìn)行：Wf=G（2 2）原電池：）原電池：化學(xué)能化學(xué)能電能電能1.2 原電池和電解池原電池和電解池HCl溶液原電池-e-e負(fù)極正極H2(g)+Cl2(g) 2HClCl2 +2e- 2Cl-H2 2H+ 2e- 陰極陽(yáng)極負(fù)載電阻H2Cl2外電路：負(fù)極 正極 e-電解質(zhì)溶液：在外電場(chǎng)作用下，陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，共同完成導(dǎo)電任務(wù)。界面：兩極分別

12、發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，完成電子在界面的傳遞可逆情況下：可逆情況下：-Wf= -G陽(yáng)離子遷向陽(yáng)離子遷向陰極陰極陰離子遷向陰離子遷向陽(yáng)極陽(yáng)極（2 2）原電池：）原電池：化學(xué)能化學(xué)能電能電能負(fù)載電阻負(fù)載電阻正正極極負(fù)負(fù)極極ZnZnSO4溶液溶液陽(yáng)陽(yáng)極極CuCuSO4溶液溶液陰陰極極Daniell電池電池-e-e-e2+Zn2+Cu2-4SO2-4SO在陰極上發(fā)生在陰極上發(fā)生還原還原的是的是 2Zn sZn(aq)2e2Cuaq2eCu(s)在陽(yáng)極上發(fā)生在陽(yáng)極上發(fā)生氧化氧化的是的是在電極上發(fā)生反應(yīng)的先后由其性質(zhì)決定在電極上發(fā)生反應(yīng)的先后由其性質(zhì)決定1.2 原電池和電解池原電池和電解池陽(yáng)極上發(fā)生氧化作用陽(yáng)

13、極上發(fā)生氧化作用陰極上發(fā)生還原作用陰極上發(fā)生還原作用在電解池中，在電解池中，用惰性電極用惰性電極-+電源電源電解池電解池+Pt-e-e-Pt24Na SO (222H O lO g)4H4e (22Haq2eHg)電極上的反應(yīng)次序由電極上的反應(yīng)次序由離子的活潑性決定離子的活潑性決定2. Faraday電解電解定律定律歸納了多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，于歸納了多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，于1833年總結(jié)出了電解定律年總結(jié)出了電解定律（1 1）在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的）在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量與通入的電荷量成正比。量與通入的電荷量成正比。（2 2）若將幾個(gè)電解池串聯(lián)，通入一定的電）若將幾個(gè)電解池串聯(lián)，通入一

14、定的電荷量后，在各個(gè)電解池的荷量后，在各個(gè)電解池的電極上發(fā)生反應(yīng)的電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量相等。物質(zhì)的量相等。 人們把在數(shù)值上等于人們把在數(shù)值上等于1 mol元電荷的電量稱(chēng)為元電荷的電量稱(chēng)為Faraday常數(shù)常數(shù)。已知元電荷電量已知元電荷電量 e 為為191.6022 10CFL e23196.022 10 mol 1.602 2 10C196 484.6 C mol196 500 C mol 電子得失的計(jì)量系數(shù)為電子得失的計(jì)量系數(shù)為 z+，欲從陰極上沉積，欲從陰極上沉積出出1 mol M(s)，即反應(yīng)進(jìn)度為，即反應(yīng)進(jìn)度為1 mol 時(shí)，需通時(shí)，需通入的電入的電量為量為 QM e M(s)zz

15、(1)+Qz eLz F ( )+Qz F 如果在電解池中發(fā)生如下反應(yīng)：如果在電解池中發(fā)生如下反應(yīng)：若反應(yīng)進(jìn)度為若反應(yīng)進(jìn)度為 時(shí)需通入的電量為時(shí)需通入的電量為 B+Qnz F0dtQI tBB+QmMz Fd/dIQt根據(jù)電學(xué)上的計(jì)量關(guān)系根據(jù)電學(xué)上的計(jì)量關(guān)系這就是這就是Faraday電解定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式電解定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式若電流強(qiáng)度是穩(wěn)定的的，則若電流強(qiáng)度是穩(wěn)定的的，則QI t說(shuō)明：說(shuō)明：(1)(1)若通入任意電量若通入任意電量Q時(shí)，陰極上沉積出金時(shí)，陰極上沉積出金屬屬B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量nB 和質(zhì)量和質(zhì)量 mB分別分別為：為：例題：例題：通電于通電于 溶液，電流強(qiáng)度溶液，電流強(qiáng)度 33Au

16、(NO )0.025 AI 求：求： 通入電荷量通入電荷量 通電時(shí)間通電時(shí)間 陽(yáng)極上放出氧氣的質(zhì)量陽(yáng)極上放出氧氣的質(zhì)量QtAu(s)=1.20 g陰極上析出陰極上析出1(Au)=197.0 g mol ,M已知已知 12(O )32.0 g molM若電極反應(yīng)表示為若電極反應(yīng)表示為3+11AueAu(s)331(1)196500 C mol0.0183 mol=1 766 C QzF 41176 6 C(2) 7.06 10 s0.025 C sQtI 221(O )0.0183 mo(3)l(O )4 mM陰極陰極+2211H O(l)O (g) He24陽(yáng)極陽(yáng)極析出析出1.20g Au(s

17、)時(shí)的反應(yīng)進(jìn)度為時(shí)的反應(yīng)進(jìn)度為-11.20 g1.20 g11(Au)197.0 g mol0.0183 mol33M 110.0183 mol32.0 g mol. 40 146 g 若電極反應(yīng)表示為若電極反應(yīng)表示為3+Au (aq) 3eAu(s)13(1)3965 00 C1 7mol6.0963 C10 mol QzF 41176 3 C(2) 7.05 10 s0.025 C s QtI 3223 (O )6.09 10 mol(3)(O )4mM 陰極陰極+2233H O(l)O (g) 3H3e24陽(yáng)極陽(yáng)極析出析出1.20g Au(s)時(shí)的反應(yīng)進(jìn)度為時(shí)的反應(yīng)進(jìn)度為131.20 g

18、197.0 g mo6.0910mlol 3136.09 10 mol32.0 g mol0.1446 g 例題： 2. 需在需在1010cm2的薄銅片兩面鍍上的薄銅片兩面鍍上0.005cm厚的厚的Ni層層鍍液用鍍液用Ni(NO3)2溶液溶液，假定鍍層均勻分布，假定鍍層均勻分布，用用2.0A的電流得到上述厚度的鎳層需要通電多長(zhǎng)時(shí)的電流得到上述厚度的鎳層需要通電多長(zhǎng)時(shí)間？設(shè)電流效率為間？設(shè)電流效率為96.0%。已知金屬鎳的密度為已知金屬鎳的密度為8.9 gcm-3 ，Ni（s）的摩爾質(zhì)）的摩爾質(zhì)量為量為58.69gmol-1 。解：解： 電極反應(yīng)為：電極反應(yīng)為： Ni2+(aq)+2e-=Ni（

19、s）鍍層中含鍍層中含Ni(s)的質(zhì)量為的質(zhì)量為: 2-310 10 cm2 0.005 cm 8.9g cm8.9g 按所寫(xiě)電極反應(yīng)，析出按所寫(xiě)電極反應(yīng)，析出8.9g Ni(s)的反應(yīng)進(jìn)度為的反應(yīng)進(jìn)度為: 18.9 g0.152mol58.69 g mol 理論用電荷量為：理論用電荷量為：142965 00 C mol0.152 mol2.910 C QzF 實(shí)際用電荷量為：實(shí)際用電荷量為：442.9 10=3.0 100.96 CQC（實(shí)實(shí)際際）通電時(shí)間為：通電時(shí)間為：441()3.0 101.5 104.22.0C QCtshIs實(shí)實(shí)際際或或說(shuō)明：（說(shuō)明：（2 2）電流效率）電流效率Far

20、aday100%按定律計(jì)算所需理論電荷量 電流效率實(shí)際所消耗的電荷量100%電極上產(chǎn)物的實(shí)際質(zhì)量 電流效率按Faraday定律計(jì)算應(yīng)獲得的產(chǎn)物質(zhì)量p7 例題例題Faraday電解電解定律的意義定律的意義（1 1）是電化學(xué)上最早的定量的基本定律，揭示）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。了通入的電量與析出物質(zhì)之間的定量關(guān)系。（2 2） 該定律在任何溫度、任何壓力下均可以該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。使用。（3 3） 該定律的使用沒(méi)有什么限制條件。該定律的使用沒(méi)有什么限制條件。8.2 離子的電遷移率和遷移數(shù)離子的電遷移率和遷移數(shù)1.1.離子的電遷移現(xiàn)

21、象離子的電遷移現(xiàn)象2.2.離子的電遷移率和遷移數(shù)離子的電遷移率和遷移數(shù)3.3.離子遷移數(shù)的測(cè)定離子遷移數(shù)的測(cè)定 AABB陽(yáng)極部陽(yáng)極部中部中部陰極部陰極部陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極4 mol設(shè)想在兩個(gè)惰性電極之間有想象的平面AA和BB，將溶液分為陽(yáng)極部、中部及陰極部三個(gè)部分。假定未通電前，各部均含有正、負(fù)離子各5 mol，分別用 +、- 號(hào)代替。1.1.離子的電遷移現(xiàn)象離子的電遷移現(xiàn)象AABB陽(yáng)極部陽(yáng)極部中部中部陰極部陰極部陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極始態(tài)始態(tài)+4 molrr終態(tài)終態(tài)（1）設(shè)正、負(fù)離子遷移的速率相等， ，則導(dǎo)電任務(wù)各分擔(dān)2 mol，在假想的AA，BB平面上各有2 mol正、負(fù)離子逆向通過(guò)。rrAABB

22、陽(yáng)極部陽(yáng)極部中部中部陰極部陰極部陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極始態(tài)始態(tài)+34 molrr終態(tài)終態(tài)（2）設(shè)正離子遷移速率是負(fù)離子的三倍， ，則正離子導(dǎo)3 mol電量，負(fù)離子導(dǎo)1 mol電量。在假想的AA,BB平面上有3 mol正離子和1 mol負(fù)離子逆向通過(guò)。3rr離子電遷移的規(guī)律：離子電遷移的規(guī)律：（1）向陰、陽(yáng)兩極遷移的正、負(fù)離子物質(zhì)的量總向陰、陽(yáng)兩極遷移的正、負(fù)離子物質(zhì)的量總和恰好等于通入溶液的總電量。和恰好等于通入溶液的總電量。()2() ( =(QQrr正正離離子子所所傳傳導(dǎo)導(dǎo)的的電電量量極極部部物物質(zhì)質(zhì)的的量量的的（ ）極極部部物物質(zhì)質(zhì)的的量量的的負(fù)負(fù)離離子子所所傳傳導(dǎo)導(dǎo)的的電電量量正正離離子子的

23、的遷遷移移速速率率負(fù)負(fù)離離子子的的遷遷移移速速陽(yáng)陽(yáng)陰陰率率減減少少減減少少 如果正、負(fù)離子荷電量不等，如果電極本身也發(fā)如果正、負(fù)離子荷電量不等，如果電極本身也發(fā)生反應(yīng)，情況就要復(fù)雜一些。生反應(yīng)，情況就要復(fù)雜一些。2.2.離子的電遷移率和遷移數(shù)離子的電遷移率和遷移數(shù)離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率用公式表示為：離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率用公式表示為： 電遷移率的數(shù)值與離子本性、電位梯度、溶劑性電遷移率的數(shù)值與離子本性、電位梯度、溶劑性質(zhì)、溫度等因素有關(guān)，可以用界面移動(dòng)法測(cè)量。質(zhì)、溫度等因素有關(guān)，可以用界面移動(dòng)法測(cè)量。d()dd()dErulErul為電位梯度為電位梯度d()dEl2.12.1離子的離子的電遷移

24、率：電遷移率：又稱(chēng)為又稱(chēng)為離子淌度離子淌度( (ionic mobility)，相當(dāng)于單位電位梯度時(shí)離子遷移的速率相當(dāng)于單位電位梯度時(shí)離子遷移的速率 稱(chēng)為正、負(fù)離子的稱(chēng)為正、負(fù)離子的電遷移率電遷移率, ,單位單位 。 , uu211msV2.2 離子遷移數(shù)的定義離子遷移數(shù)的定義 把離子把離子B所運(yùn)載的電流與總電流之比稱(chēng)為離子所運(yùn)載的電流與總電流之比稱(chēng)為離子B的遷移數(shù)（的遷移數(shù)（transference number）用符號(hào)）用符號(hào) 表示。表示。Bt是量綱一的量，單位為是量綱一的量，單位為1 1，數(shù)值上總小于，數(shù)值上總小于1。Bt 由于正、負(fù)離子遷移的速率不同，所帶的電荷不由于正、負(fù)離子遷移的速

25、率不同，所帶的電荷不等，因此它們?cè)谶w移電量時(shí)所分擔(dān)的分?jǐn)?shù)也不同。等，因此它們?cè)谶w移電量時(shí)所分擔(dān)的分?jǐn)?shù)也不同。BBdef ItI其定義式為：其定義式為：UUU（1 1）遷移數(shù)在數(shù)值上還可表示為：）遷移數(shù)在數(shù)值上還可表示為：1tt 負(fù)離子應(yīng)有類(lèi)似的表示式。如果溶液中只有一負(fù)離子應(yīng)有類(lèi)似的表示式。如果溶液中只有一種電解質(zhì)，則：種電解質(zhì)，則：+1ittt 如果溶液中有多種電解質(zhì)，共有如果溶液中有多種電解質(zhì)，共有 i 種離子，則：種離子，則： ItIQQrrr2.2 離子遷移數(shù)的定義離子遷移數(shù)的定義說(shuō)明：說(shuō)明：（2 2）外加電壓不影響遷移數(shù)的大小。（）外加電壓不影響遷移數(shù)的大小。（p14p14）Ag 6

26、.6.以銀為電極電解氰化鉀以銀為電極電解氰化鉀 溶液時(shí)，溶液時(shí)， 在陰極上析出。每通過(guò)在陰極上析出。每通過(guò)1mol1mol電子的電荷量，電子的電荷量，陰極部失去陰極部失去1.4 mol1.4 mol的的 和和0.8mol0.8mol的的 , ,得到得到0.6mol0.6mol的的 . .試求：試求： （1 1）氰化銀鉀絡(luò)合物陰離子的化學(xué)表示式氰化銀鉀絡(luò)合物陰離子的化學(xué)表示式 中中n,m,zn,m,z, ,的值；的值； （2 2）氰化銀鉀絡(luò)合物中正負(fù)離子的遷移數(shù)。氰化銀鉀絡(luò)合物中正負(fù)離子的遷移數(shù)。()KCNAgCN( )Ag sCNK()znmAg CN 解：陰極部解：陰極部 的減少有兩種原因，

27、一是的減少有兩種原因，一是 在陰在陰極上的還原，通過(guò)極上的還原，通過(guò)1mol1mol電子的電荷量時(shí)，有電子的電荷量時(shí)，有1mol1mol銀銀在陰極部還原；另一種原因是在陰極部還原；另一種原因是 生成生成 后，向陽(yáng)極遷移，則后，向陽(yáng)極遷移，則 遷移了遷移了0.4mol0.4mol，而而 遷遷移了移了0.8mol0.8mol，所以在所以在 中：中： ， z=1 z=1則氰化銀鉀絡(luò)合物陰離子的化學(xué)表示式為則氰化銀鉀絡(luò)合物陰離子的化學(xué)表示式為AgAgAg()znmAg CNAgCN()znmAg CN0.820.41mmolnmol2()Ag CNK 解：解： 是遷向陰極的，通過(guò)是遷向陰極的，通過(guò)1m

28、ol1mol電子的電荷量時(shí)，電子的電荷量時(shí)， 遷移了遷移了0.6mol, 0.6mol, 所以所以 的遷移數(shù)量為的遷移數(shù)量為則則 =1- =1-0.6= 0.4=1- =1-0.6= 0.4KK0.60.61.0Knmoltnmol遷電2()tAg CNtK練習(xí)練習(xí)1. 用用Pt電極電解一定濃度的電極電解一定濃度的CuSO4溶液，試分析陰溶液，試分析陰極部、中部和陽(yáng)極部溶液的顏色在電解過(guò)程中有何極部、中部和陽(yáng)極部溶液的顏色在電解過(guò)程中有何變化？變化？ 答：答：用用Pt電極電解電極電解CuSO4溶液，在陽(yáng)極上放出溶液，在陽(yáng)極上放出氧氣，氧氣，Cu2+向陰極遷移，所以陽(yáng)極部由于向陰極遷移，所以陽(yáng)極

29、部由于Cu2+的減的減少，溶液顏色變淡。在陰極上，少，溶液顏色變淡。在陰極上， Cu2+在陰極上還原，在陰極上還原，而遷移來(lái)的而遷移來(lái)的Cu2+不足以補(bǔ)充，所以陰極部由于不足以補(bǔ)充，所以陰極部由于Cu2+的減少，溶液顏色明顯變淡。在通電時(shí)間不十分長(zhǎng)的減少，溶液顏色明顯變淡。在通電時(shí)間不十分長(zhǎng)時(shí)，中部溶液的顏色基本不變。時(shí)，中部溶液的顏色基本不變。 練習(xí)練習(xí)2. 用用Cu電極電解一定濃度的電極電解一定濃度的CuSO4溶液，試分析陰溶液，試分析陰極部、中部和陽(yáng)極部溶液的顏色在電解過(guò)程中有何極部、中部和陽(yáng)極部溶液的顏色在電解過(guò)程中有何變化？變化？ 答：答：用用Cu電極電解，在陽(yáng)極上電極電解，在陽(yáng)極上

30、Cu電極氧化，電極氧化，陽(yáng)極部由于陽(yáng)極部由于Cu2+的增加而顏色明顯加深。陰極上的增加而顏色明顯加深。陰極上由于由于Cu2+的還原，溶液顏色明顯變淡，而中部溶的還原，溶液顏色明顯變淡，而中部溶液的顏色基本不變。液的顏色基本不變。練習(xí)練習(xí)3. 在水溶液中帶有相同電荷數(shù)的離子，如在水溶液中帶有相同電荷數(shù)的離子，如 Li+, Na+, K+, Rb+, ，它們的離子半徑依次增大，但，它們的離子半徑依次增大，但遷移速率也相應(yīng)增大，這是為什么？遷移速率也相應(yīng)增大，這是為什么？ 答：原則上講，離子半徑增大其遷移速率是會(huì)下答：原則上講，離子半徑增大其遷移速率是會(huì)下降的。但是對(duì)于第降的。但是對(duì)于第IA族堿金屬

31、元素來(lái)說(shuō)，族堿金屬元素來(lái)說(shuō)，隨著離隨著離子半徑的增大，水合程度下降，實(shí)際遷移的離子子半徑的增大，水合程度下降，實(shí)際遷移的離子半徑反而下降半徑反而下降，所以遷移速率隨之增大。，所以遷移速率隨之增大。8.3 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率* *電導(dǎo)的測(cè)定電導(dǎo)的測(cè)定電導(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)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用1.1.電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.1 1.1 電導(dǎo)（電導(dǎo)（electric conductance）

32、 1 GRAGl, IURIGU電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)lRA 電導(dǎo)電導(dǎo) 與導(dǎo)體的截面積成正比，與導(dǎo)體的與導(dǎo)體的截面積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比長(zhǎng)度成反比G 電導(dǎo)的單位為電導(dǎo)的單位為 或或 1S1.2 1.2 電導(dǎo)率（電導(dǎo)率（electrolytic conductivity）因?yàn)橐驗(yàn)锳Gl比例系數(shù)比例系數(shù) 稱(chēng)為電導(dǎo)率。稱(chēng)為電導(dǎo)率。 電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長(zhǎng)度、電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長(zhǎng)度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo) 電導(dǎo)的單位是電導(dǎo)的單位是 或或 1S m11m電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù)：電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù)：AGl 1 lRAAGl電電導(dǎo)導(dǎo)l長(zhǎng)長(zhǎng)度度電電導(dǎo)導(dǎo)率率單單位位長(zhǎng)長(zhǎng)方方體

33、體A=面面積積( )a電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)率的定義示意圖電導(dǎo)率的定義示意圖AGl電電導(dǎo)導(dǎo)l長(zhǎng)長(zhǎng)度度電電導(dǎo)導(dǎo)率率立單單位位方方體體A=面面積積( )a電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)率的定義1.3 1.3 摩爾電導(dǎo)率（摩爾電導(dǎo)率（molar conductivity） 在相距為單位距離的兩個(gè)平行電導(dǎo)電極之間，在相距為單位距離的兩個(gè)平行電導(dǎo)電極之間，放置含有放置含有1 mol電解質(zhì)的溶液，這時(shí)溶液所具有的電解質(zhì)的溶液，這時(shí)溶液所具有的電導(dǎo)稱(chēng)為摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)稱(chēng)為摩爾電導(dǎo)率 m mmdef Vc 是含有是含有1 mol電解質(zhì)的溶液電解質(zhì)的溶液的體積，單位為的體積，單位為 ， 是電解是電解質(zhì)溶液的濃度，單位為質(zhì)

34、溶液的濃度，單位為 。mV31mmolc3mol mmc m1Vc單位間距單位立方體電導(dǎo)率單位面積21S mmol摩爾電導(dǎo)率的位為摩爾電導(dǎo)率的位為 例題例題1. 在在291K時(shí)，濃度為時(shí)，濃度為10molm-3的的CuSO4溶液的電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率為為0.1434 Sm-1，試求試求CuSO4的摩爾電導(dǎo)率的摩爾電導(dǎo)率 (CuSO4) 和和 的摩爾電導(dǎo)率的摩爾電導(dǎo)率 。m 41CuSO241( CuSO )2m m44 CuS CuOSOc （）解解：= =（）12133140.1434.34 1100S mS m molmol mm441CuSO1uS22COc = =（）312130.143

35、42 107.17 10S mS m molmol m基本質(zhì)點(diǎn)的選取基本質(zhì)點(diǎn)的選取 摩爾電導(dǎo)率必須對(duì)應(yīng)于溶液中含有摩爾電導(dǎo)率必須對(duì)應(yīng)于溶液中含有1mol電解質(zhì)，電解質(zhì)，但對(duì)電解質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)的選取決定于研究需要。但對(duì)電解質(zhì)基本質(zhì)點(diǎn)的選取決定于研究需要。 例如，對(duì)例如，對(duì) 溶液，基本質(zhì)點(diǎn)可選為溶液，基本質(zhì)點(diǎn)可選為 或或 ，顯然，在濃度相同時(shí)，含有，顯然，在濃度相同時(shí)，含有1mol 溶溶液的摩爾電導(dǎo)率是含有液的摩爾電導(dǎo)率是含有1mol 溶液的溶液的2倍。即：倍。即：4CuSO4CuSO412( CuSO )4CuSO412( CuSO ) m4 m412(CuSO )2( CuSO ) 為了防止混淆，

36、必要時(shí)在為了防止混淆，必要時(shí)在 后面要注明所取的后面要注明所取的基本質(zhì)點(diǎn)?；举|(zhì)點(diǎn)。 mp16 例題例題* *2.2.電導(dǎo)的測(cè)定電導(dǎo)的測(cè)定幾種類(lèi)型的電導(dǎo)池：幾種類(lèi)型的電導(dǎo)池： 電導(dǎo)池電極通常用兩個(gè)平電導(dǎo)池電極通常用兩個(gè)平行的鉑片制成，為了防止極化，行的鉑片制成，為了防止極化，一般在鉑片上鍍上鉑黑，增加一般在鉑片上鍍上鉑黑，增加電極面積，以降低電流密度。電極面積，以降低電流密度。電導(dǎo)測(cè)定的裝置電導(dǎo)測(cè)定的裝置 電導(dǎo)測(cè)定實(shí)際上測(cè)定的電導(dǎo)測(cè)定實(shí)際上測(cè)定的是電阻，常用的是電阻，常用的Wheatstone電橋如圖所示電橋如圖所示 AB為均勻的滑線(xiàn)電阻，為均勻的滑線(xiàn)電阻， 為可變?yōu)榭勺冸娮?，并?lián)一個(gè)可變電容

37、電阻，并聯(lián)一個(gè)可變電容 以便調(diào)以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實(shí)現(xiàn)阻抗平衡，節(jié)與電導(dǎo)池實(shí)現(xiàn)阻抗平衡，M為放為放有待測(cè)溶液的電導(dǎo)池，有待測(cè)溶液的電導(dǎo)池， 電阻待測(cè)電阻待測(cè)1RFxR I 是頻率是頻率1000Hz左右的高頻交流電源，左右的高頻交流電源，G為耳機(jī)或陰極示波器。為耳機(jī)或陰極示波器。 接通電源后，移動(dòng)接通電源后，移動(dòng)C點(diǎn)，使點(diǎn)，使DGC線(xiàn)路中無(wú)電流線(xiàn)路中無(wú)電流通過(guò)，如用耳機(jī)則聽(tīng)到聲音最小，這時(shí)通過(guò)，如用耳機(jī)則聽(tīng)到聲音最小，這時(shí)D，C兩點(diǎn)兩點(diǎn)電位降相等，電橋達(dá)平衡。根據(jù)幾個(gè)電阻之間關(guān)系電位降相等，電橋達(dá)平衡。根據(jù)幾個(gè)電阻之間關(guān)系就可求得待測(cè)溶液的電導(dǎo)。就可求得待測(cè)溶液的電導(dǎo)。314xRRRR314111x

38、RACGRR RBC R電導(dǎo)池常數(shù)（電導(dǎo)池常數(shù)（cell constant）電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池常數(shù) 單位是單位是 celllKA1m 因?yàn)閮呻姌O間距離因?yàn)閮呻姌O間距離 和鍍有鉑黑的電極面積和鍍有鉑黑的電極面積 無(wú)法用實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通常用已知電導(dǎo)率的無(wú)法用實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通常用已知電導(dǎo)率的KCl溶液注溶液注入電導(dǎo)池，測(cè)定電阻后得到入電導(dǎo)池，測(cè)定電阻后得到 。然后用這個(gè)電導(dǎo)。然后用這個(gè)電導(dǎo)池測(cè)未知溶液的電導(dǎo)率。池測(cè)未知溶液的電導(dǎo)率。AlcellKcelllRKAcell1KRRp18 例題例題例題例題2. 298K時(shí)，在一電導(dǎo)池中盛以時(shí)，在一電導(dǎo)池中盛以0.01moldm-3的的KCl溶液，測(cè)得電阻為溶液，測(cè)

39、得電阻為150.00；盛以；盛以0.01moldm-3的的HCl溶液，電阻為溶液，電阻為51.40 ，試求，試求HCl溶液的電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。和摩爾電導(dǎo)率。解解: 從表從表8.3查出：查出：298K時(shí)，時(shí)，0.01moldm-3的的KCl溶液的電導(dǎo)率為溶液的電導(dǎo)率為0.1411 Sm-1。Kcell =R=0.1411 Sm-1 150.00=21.17m-1 298K時(shí)時(shí)0.01moldm-3的的HCl溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率為溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率為1cellKR11121.170.419951.40mS m 1221330.4199=4.119 100.01 10mS m

40、S mmolcmol m 例題例題3、在、在某電解質(zhì)溶液中，若有某電解質(zhì)溶液中，若有i 種離子存在，則種離子存在，則溶液的總電導(dǎo)應(yīng)該用下列哪個(gè)公式表示？為什溶液的總電導(dǎo)應(yīng)該用下列哪個(gè)公式表示？為什么？么？答案答案: 用用(1)式計(jì)算。因?yàn)槿芤旱目傠妼?dǎo)等于各個(gè)式計(jì)算。因?yàn)槿芤旱目傠妼?dǎo)等于各個(gè)離子的電導(dǎo)的加和。在溶液中離子是并聯(lián)形式存離子的電導(dǎo)的加和。在溶液中離子是并聯(lián)形式存在，同時(shí)向某一電極遷移，而不是串聯(lián)形式存在，在，同時(shí)向某一電極遷移，而不是串聯(lián)形式存在，不能把它們的電阻累加。不能把它們的電阻累加。12111(1). (2)iiGGRRR =4、用、用同一電導(dǎo)池分別測(cè)定質(zhì)量摩爾濃度為同一電導(dǎo)

41、池分別測(cè)定質(zhì)量摩爾濃度為m1= 0.01 molkg-1和和m2= 0. 10 molkg-1的兩種電解質(zhì)的兩種電解質(zhì)溶液，其電阻溶液，其電阻R1=1000，R2=500 ，則它們的，則它們的摩爾電導(dǎo)率之比摩爾電導(dǎo)率之比m,1: m,2為：為： (A) 1:5 ; (B) 5:1 ; (C) 10:5 ; (D) 5:10答案答案:(B) 5、298K時(shí)，時(shí)，H2SO4溶液的質(zhì)量摩爾濃度從溶液的質(zhì)量摩爾濃度從0.01molkg-1 增增加到加到0.1molkg-1 ，其電導(dǎo)率，其電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率m將：將： (A) 減小，減小， m 增加；增加； (B) 增加，增加， m 增加；增

42、加； (C) 減小，減小， m減小；減??； (D) 增加，增加， m減??；減小；答案：答案：D cm1/2 mNaClNaAcHAcHClKOHKClHAcLiCl強(qiáng)電解質(zhì)：c , (c5molL-1), 當(dāng)m1/2 0時(shí) m 并趨向于極限值 m (無(wú)限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率)， 所以可用外推法求 m 。而c , m ,并偏離直線(xiàn)。 對(duì)于弱電解質(zhì)，當(dāng)m1/2 0時(shí) m 劇急增加但并不趨向于極限值 m ， 所以不能用外推法求 m 。 m 3.3.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 m m(1)c 4.4.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)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率

43、德國(guó)科學(xué)家德國(guó)科學(xué)家Kohlrausch 根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律：發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律：在無(wú)限稀釋溶液中，每種離子獨(dú)立在無(wú)限稀釋溶液中，每種離子獨(dú)立移動(dòng)，不受其它離子影響，電解質(zhì)的無(wú)限稀釋摩爾電移動(dòng)，不受其它離子影響，電解質(zhì)的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率可認(rèn)為是兩種離子無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和導(dǎo)率可認(rèn)為是兩種離子無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和 m m,+ m, 這就稱(chēng)為這就稱(chēng)為Kohlrausch 離子獨(dú)立移動(dòng)定律離子獨(dú)立移動(dòng)定律。這樣，。這樣，弱電解質(zhì)的弱電解質(zhì)的 可以通過(guò)強(qiáng)電解質(zhì)的可以通過(guò)強(qiáng)電解質(zhì)的 或從表值上或從表值上查離子的查離子的 求得。求得。 m m,+ m, m m m,+

44、 m, + m m m (HAc)(H )(Ac ) mmmm(H )(Cl )(Na )(Ac )mm(Na )(Cl ) mmmHClNaAcNaCl4.4.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)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率如何由HCl、NaCl、NaAc等強(qiáng)電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率求解？HOHHHHHOOOOHHHHHHHO+ _HOHHHHOOOOHHHHHHO+ _ m m,+ m, 1. m,+ m,+ m, m,+ m m m m 2. tt m m,+ m,對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，在濃度不太大時(shí)近似有對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，在濃度不太大時(shí)近似有 m,+ m, z u Fz u F m,+ m m

45、4. z u Ft利用這些關(guān)系式，從實(shí)驗(yàn)可利用這些關(guān)系式，從實(shí)驗(yàn)可測(cè)量求不可測(cè)量。測(cè)量求不可測(cè)量。 m,+ m, 3. z u Fz u F對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)近似有幾個(gè)有用的關(guān)系式幾個(gè)有用的關(guān)系式 6、298K時(shí)，在含下列離子的無(wú)限稀釋的溶液中，離子摩爾時(shí)，在含下列離子的無(wú)限稀釋的溶液中，離子摩爾電導(dǎo)率最大的是：電導(dǎo)率最大的是： (A) Al3+ ; (B) Mg2+ ; (C) H+ ; (D) K+ 7、 298K時(shí)，已知如下物質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率數(shù)據(jù)：時(shí)，已知如下物質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率數(shù)據(jù)：已知已知LiCl中的中的t+=0.34，則，則HI中的中的H+的遷移數(shù)為（設(shè)電解質(zhì)全部的遷移數(shù)為（設(shè)電

46、解質(zhì)全部電離：電離： (A) 0.82; (B) 0.18 ; (C) 0.34; (D) 0.66物質(zhì)物質(zhì)LiIH+LiClm(10-Sm2mol-1)1.173.51.15答案：答案：C答案：答案：A 8、298K時(shí)，有相同濃度的時(shí)，有相同濃度的NaOH（1）和）和NaCl（2）溶液，兩）溶液，兩種溶液中種溶液中Na+的遷移數(shù)的遷移數(shù)t1和和t2之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為： (A) t1=t2 ； (B) t1t2； (C) t1t2； (D) 無(wú)法比較；無(wú)法比較； 9、NaCl稀溶液的摩爾電導(dǎo)率稀溶液的摩爾電導(dǎo)率m與與Na+、Cl-的電遷移率的電遷移率u+、u-之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：

47、 10、CaCl2的摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)率的關(guān)系是的摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)率的關(guān)系是： (A)(B)(C)(D)2()mmmmuuuuFFu Fu Fuu22222222,1( )( )2( )2()2()m CaClm CaClm Cam Clm Cam Clm CaClm CaClm Cam Clm Cam ClABCD 答案：答案：C答案：答案：C答案：答案：C5.5.電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用（1 1） 檢驗(yàn)水的純度檢驗(yàn)水的純度純水本身有微弱的解離純水本身有微弱的解離 +H OH 7310 mol dm221 m2 (H O)=5.5 10 S mmol615.

48、5 10 S m這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為 事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于 就認(rèn)為是就認(rèn)為是很純的了，有時(shí)稱(chēng)為很純的了，有時(shí)稱(chēng)為“電導(dǎo)水電導(dǎo)水”，若大于這個(gè)數(shù)值，若大于這個(gè)數(shù)值，那肯定含有某種雜質(zhì)。那肯定含有某種雜質(zhì)。411 10 S m+2H OHOH311 10 S m普通蒸餾水的電導(dǎo)率約為普通蒸餾水的電導(dǎo)率約為去除雜質(zhì)的方法較多，根據(jù)需要，常用的方法有：去除雜質(zhì)的方法較多，根據(jù)需要，常用的方法有： ( (1) )用不同的離子交換樹(shù)酯，分別去除陰離子用不同的離子交換樹(shù)酯，分別去除陰離子和陽(yáng)離子，得去離子水。和陽(yáng)離子，得去離子水。 普通的蒸餾水中含有普通的蒸餾

49、水中含有 和玻璃器皿溶下的硅酸和玻璃器皿溶下的硅酸鈉等，不一定符合電導(dǎo)測(cè)定的要求。鈉等，不一定符合電導(dǎo)測(cè)定的要求。2CO (2)用石英器皿，加入用石英器皿，加入 和和 ，去除，去除及有機(jī)雜質(zhì)，二次蒸餾，得及有機(jī)雜質(zhì)，二次蒸餾，得“電導(dǎo)水電導(dǎo)水”。4KMnO2COKOH( (2) )計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)設(shè)弱電解質(zhì)設(shè)弱電解質(zhì)AB解離如下：解離如下：+ ABAB 0 0 (1) cccc起始平衡時(shí) 2 m m m m2 m mm m1cccKcc m m = 2 1cccK 將上式改寫(xiě)成將上式改寫(xiě)成 m2 m m m11cccK 以以 作圖，從截距和斜率求得作

50、圖，從截距和斜率求得 和和 值。值。 m m1 c m cK 這就是德籍俄國(guó)物理化學(xué)家這就是德籍俄國(guó)物理化學(xué)家Ostwald提出的定提出的定律，稱(chēng)為律，稱(chēng)為Ostwald稀釋定律稀釋定律p26 例題例題例題 1. 把濃度為把濃度為15.81 molm-3的醋酸溶液注入的醋酸溶液注入電導(dǎo)池，已知電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池，已知電導(dǎo)池常數(shù)Kcell是是13.7 m-1，此時(shí)，此時(shí)測(cè)得電阻為測(cè)得電阻為655。運(yùn)用表。運(yùn)用表8.6的數(shù)值計(jì)算醋酸的數(shù)值計(jì)算醋酸的的 ，并求出在給定條件下醋酸的解離度，并求出在給定條件下醋酸的解離度 和解離常數(shù)和解離常數(shù) 。mcK例題例題32122211.32 103.38 10 3

51、.907 10mmS mmolS mmol 421221()(Ac )(349.82 40.9) 103.91 10mmmHS mmolS mmol 12113.72.09 10655cellKmS mR 解解：2132132.0910=1.321015.81mS mS mmolcmol m 322235215.813.38 101=1.87 10113.38 10ccmol mcmol dmK （3）測(cè)定難溶鹽的溶解度）測(cè)定難溶鹽的溶解度配制微溶鹽的飽和溶液： (鹽) = (實(shí)測(cè)溶液) (電導(dǎo)水)由于溶解度很小，對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)： m(鹽) m (查表)c(溶解度) = (鹽)/ m(鹽) (鹽

52、)/ m 溶度積Ksp溶解度的乘積。sp:solubility product例如CaF2(s) = Ca2+2F- Ksp = c(Ca2+ )c(F- )2=4c3 其中c為CaF2的溶解度P28 例題例題例題 2. 在在298K時(shí)，測(cè)量時(shí)，測(cè)量BaSO4 飽和溶液在電導(dǎo)飽和溶液在電導(dǎo)池中的電阻，得到這個(gè)溶液的電導(dǎo)率為池中的電阻，得到這個(gè)溶液的電導(dǎo)率為4.2010-4 Sm-1。已知在該溫度下，水的電導(dǎo)。已知在該溫度下，水的電導(dǎo)率為率為1.0510-4 Sm-1 。試求。試求BaSO4 在該溫度在該溫度下飽和溶液的濃度。下飽和溶液的濃度。 424141BaSO-4.02 1.05103.1

53、5 10H OS mS m 解解：溶溶液液 2444411211111BaSOBaSO=SO22263.64 79.810=1.434 10mmmmBaS mmolS mmol 4444123221BaSO1BaSO12BaSO23.15 10=2.197 101.434 10mcS mmol mS mmol 234411BaSOBaSO1.099 1022ccmol m BaSO4 在溫度下飽和溶液的濃度為在溫度下飽和溶液的濃度為1.09910-2 molm-3 例題例題1. 298K時(shí)，在含下列離子的無(wú)限稀釋的溶液中，離子摩爾電時(shí)，在含下列離子的無(wú)限稀釋的溶液中，離子摩爾電導(dǎo)率最大的是：導(dǎo)

54、率最大的是： (A) Al3+ ; (B) Mg2+ ; (C) H+ ; (D) K+2. 298K時(shí)，已知如下物質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率數(shù)據(jù)：時(shí)，已知如下物質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率數(shù)據(jù)：物質(zhì)物質(zhì)LiIH+LiClm(10-Sm2mol-1)1.173.51.15練習(xí)練習(xí)已知已知LiCl中的中的t+=0.34，則，則HI中的中的H+的遷移數(shù)為的遷移數(shù)為(設(shè)電設(shè)電解質(zhì)全部電離解質(zhì)全部電離)： (A) 0.82; (B) 0.18 ; (C) 0.34; (D) 0.66答案：答案：C答案：答案：A3. 298K時(shí)，有相同濃度的時(shí)，有相同濃度的NaOH（1）和）和NaCl（2）溶液，）溶液，兩種溶液中兩種溶液中Na

55、+的遷移數(shù)的遷移數(shù)t1和和t2之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為： (A) t1=t2 ； (B) t1t2； (C) t1t2； (D) 無(wú)法比較；無(wú)法比較；(A)(B)(C)(D)2()mmmmuuuuFFu Fu Fuu22222222,1( )( )2( )2()2()m CaClm CaClm Cam Clm Cam Clm CaClm CaClm Cam Clm Cam ClABCD 練習(xí)練習(xí)答案：答案：C4. NaCl稀溶液的摩爾電導(dǎo)率稀溶液的摩爾電導(dǎo)率m與與Na+、Cl-的電遷移率的電遷移率u+、u-之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：答案：答案：C5. CaCl2的摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)

56、率的關(guān)系是的摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)率的關(guān)系是：答案：答案：C（4 4）電導(dǎo)滴定）電導(dǎo)滴定 在滴定過(guò)程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率在滴定過(guò)程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定滴也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定滴定終點(diǎn)。定終點(diǎn)。 電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是不用指示劑不用指示劑，對(duì)有色溶液，對(duì)有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。1.用用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl3(NaOH)/cmV1S m。終點(diǎn)終點(diǎn)HClNaOH電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率儀B(2) (2) 用用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定標(biāo)準(zhǔn)

57、溶液滴定HAc3(NaOH)/cmV1S m終點(diǎn)終點(diǎn)HAc電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率儀NaOHB8.4 電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子1.1.電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子2.2.離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度當(dāng)溶液很稀，可看作是理想溶液，當(dāng)溶液很稀，可看作是理想溶液，則：，則：B,1m1.1.電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子非電解質(zhì)化學(xué)勢(shì)表示式非電解質(zhì)化學(xué)勢(shì)表示式BBBB,( )ln mmTRTmBB,mmam BB,( )lnmTRTa BB,B,mmmam 強(qiáng)電解質(zhì)溶解后全部變成離子強(qiáng)電解質(zhì)溶解后全部變成離子+, mmaamm

58、zzMAMA對(duì)任意電解質(zhì)： )lnln( aaRT )ln()ln( aRTaRT )ln()( aaRTaRT ln 1.1.電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子)( aaa因溶液為電中性，單獨(dú)正、負(fù)離子不存在，單獨(dú)離因溶液為電中性，單獨(dú)正、負(fù)離子不存在，單獨(dú)離子的活度和活度系數(shù)也無(wú)法測(cè)量。子的活度和活度系數(shù)也無(wú)法測(cè)量。令令 定義：定義：+1def () aaa 離子平均活度離子平均活度1def () 離子平均活度因子離子平均活度因子1 def ()mmm 離子平均質(zhì)量摩爾濃度離子平均質(zhì)量摩爾濃度mam ()mm aa aa 從電解質(zhì)的從電解質(zhì)的 求求Bmm1()mm

59、 mBmm對(duì)對(duì)1-1價(jià)電解質(zhì)價(jià)電解質(zhì)1BB () () mmBB mmmm_1B() m 24Na SO (B)對(duì)對(duì)1-2價(jià)電解質(zhì)價(jià)電解質(zhì)3B4mm /1/1/)(amma 3B4mam 333BB4maam ()()Bmaam 根據(jù)電解質(zhì)類(lèi)型可確定根據(jù)電解質(zhì)類(lèi)型可確定 +, -, ，根據(jù)（，根據(jù)（4）式可確定）式可確定m 。 可根據(jù)實(shí)驗(yàn)（蒸氣壓法、冰點(diǎn)降低法、電動(dòng)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)（蒸氣壓法、冰點(diǎn)降低法、電動(dòng)勢(shì)法）直接測(cè)量，然后求出勢(shì)法）直接測(cè)量，然后求出a, a24Na SO (B)對(duì)對(duì)1-2價(jià)電解質(zhì)價(jià)電解質(zhì)zzMAMA _1B()mm mam aa 可根據(jù)實(shí)驗(yàn)（蒸氣壓法、冰點(diǎn)降低法、電動(dòng)可根據(jù)實(shí)

60、驗(yàn)（蒸氣壓法、冰點(diǎn)降低法、電動(dòng)勢(shì)法）直接測(cè)量，然后求出勢(shì)法）直接測(cè)量，然后求出a, a2. 質(zhì)量摩爾濃度為質(zhì)量摩爾濃度為m的的FeCl3溶液（設(shè)其能完全解離），平均溶液（設(shè)其能完全解離），平均活度因子為活度因子為 ，則，則FeCl3的活度的活度a為：為：444444(A) (B)4)(C)4) (D) 27)mmmmmmmm（1. Al2(SO4)3的化學(xué)勢(shì)的化學(xué)勢(shì)與與Al3+，SO42-的化學(xué)勢(shì)的化學(xué)勢(shì)+， -之間的之間的關(guān)系為關(guān)系為：( )( )23( )32()ABCD3. 強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)MgCl2水溶液，其離子平均活度水溶液，其離子平均活度a與電解質(zhì)活度與電解質(zhì)活度aB之間的關(guān)系為：