電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)

等```等```第五章

電化學(xué)5.0電化概電學(xué)研化能電相轉(zhuǎn)的學(xué)它物理化學(xué)的一個龐大分支，它包括以下內(nèi)容電學(xué)電解質(zhì)溶液可逆電的電勢電解極化論電化學(xué)質(zhì)溶液理論,和溶液界的性質(zhì)電極應(yīng)的機理等(穩(wěn)態(tài),態(tài)法)化學(xué)極過程動學(xué)電化學(xué)反的速率與機)分析化學(xué)電導(dǎo)析勢分解分析庫分析極譜分析等電學(xué)電解,電積化學(xué)蝕學(xué)電源電催,電合成)電化學(xué)的用熱力數(shù)測eq\o\ac(△,:)△、△G、S科學(xué)

研究工業(yè)生產(chǎn)

分析測pH法、導(dǎo)法、分析泳分儀表種電傳感電解：氯CuZn、等電池次電二次池等電學(xué)程特：原電池或電解池中進行化應(yīng)還原反應(yīng)分區(qū)進行系與環(huán)境有電功交換，非體積功W非體積功W

非體積功=0;+CuCu+Zn1

2電化學(xué)基規(guī)律：法拉定法拉第納了多次實驗結(jié)果，于年總結(jié)出一條基本規(guī)律，法拉第定律：通電于電解質(zhì)溶液后發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量與通入的電量成正比若將幾個電池串聯(lián)，在各個電解池的電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的當(dāng)量數(shù)相同。例如電解

水溶液，電極上發(fā)生如下反應(yīng)：陽極：

2Cl

2陰極：電極反應(yīng)一般可寫為

eCu0Aiiei和

i

一樣，當(dāng)電子在反應(yīng)式右邊陽反應(yīng)）時，

e

取正；在反應(yīng)式左邊陰反），取。因此有e

法拉第-1867i

i

或

i

i

通過導(dǎo)線的電量為：

QeLeL

i

i

eL

i

i生成產(chǎn)物的質(zhì)量為Mi

i

Q這就是法拉第定律的數(shù)學(xué)表達式。2

1電導(dǎo)率21摩爾電導(dǎo)摩電率31電導(dǎo)率21摩爾電導(dǎo)摩電率5.1.1電導(dǎo)電率電導(dǎo)就是電阻的倒數(shù)，用

G

5.1導(dǎo)表示：

1Rlll

（1）G的位為或（=，西子

1

為單為。由式1知，電導(dǎo)率在數(shù)值上為=1m，=1m時液的電導(dǎo)。G又可寫為AnnGlnl2lAl

l

稱電導(dǎo)池常數(shù)，單位為。或

Gncl

（2）n

為物質(zhì)的摩爾數(shù)。式（）電解質(zhì)的。上式知，在一定溫度和壓力下，電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)與電解質(zhì)的濃度

（電導(dǎo)率

也是濃度

的函數(shù)導(dǎo)電距離

l

有關(guān)。5.1.2，摩電率如果我們要比較各種電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)，必須在相同的濃度和導(dǎo)電距離的條件下進行。為此我們將導(dǎo)電距離都取為。因此式2成為G1nm

（3定義m

c

（4

A

稱電解質(zhì)的。此式）可寫為

→

1m

←G1nm

（5在數(shù)值上等將含有摩爾電解質(zhì)的溶液放在相距一米積的個電極間3

1_/極摩電率41_/極摩電率的電導(dǎo)如圖。

的單位為

由知面

A

不同濃度

不同，

就不同。定離的摩電率

,

,

（6）

對于

M

A

類型電解質(zhì)，一摩爾電解質(zhì)的離解反應(yīng)是MA→M

A

（7）電中性條件為

z

（8）

電率摩電率濃的系

HSO24

HClHSO24Λ

MgSO4

KOHCOOH3cmol

LaCl3Na24COONa3COOH3

cmol

強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度的增加而增因電離子數(shù)增加濃增加到一定程度后，由于正負離子之間的相互作用力增大，因而使離子的運動速度降低，電導(dǎo)率反而下降。所以強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度變化可能出現(xiàn)最高點。弱電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度的變化不顯著，因濃度增加，其電離度下降，溶液中離子數(shù)目變化不大。如圖強電質(zhì)摩爾電導(dǎo)率與濃度的平方根成直線關(guān)系，德國化學(xué)科爾施如下公式來表示這種關(guān)系：mm

（9A

是一個與濃度無關(guān)的常數(shù)，是0時摩爾電，稱，可由上圖中的曲線外推得到。但弱解的限爾導(dǎo)不用推法，能下將介的爾施子立動律算4

mmm+-mmm+-5.1.4

5離獨運定和子爾導(dǎo)科爾勞施根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律當(dāng)溶液無限稀釋時一離子的運動是獨立的其他離子的影HClHNOKClKNO及LiCl和LiNO33三對電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率

的差值相等，而與正離子的本性無關(guān)，如表所示。表.的水液一強解的限釋爾導(dǎo)

電解質(zhì)

m2

差數(shù)

電解質(zhì)

m2

差數(shù)HCl

4.9×

4

34.83×

4HNO

3

0.04213

LiCl

4.9×

4

KClO4

35.06×

4KNO3

LiClO4

LiCl

4.9×

4

KNO3

0.01450

×10

43

0.01101

3

0.01101不論是在水溶液中還是在非水溶液中，均有這個規(guī)律。因此可以認為

m

（）此為科勞離獨運定和別為正負離子在無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)m率。式）只適用于1-1價的電解質(zhì)。對于

M

A

類型電解質(zhì)，則科爾勞施離子獨立運動定律應(yīng)為

m

m

（11）用電中性條

除式(16)得11z

（）

即

,

,

（）298.15K時些離子的表2所。由表2知H和無稀釋時的摩爾電率可謂鶴立雞群。5

+++-+-+--2-6+++-+-+--2-表2.的溶中些子無稀時量導(dǎo)率

陽離子HLiK+NH4Ag

e73.4

陰離子OH-ClBrINO3COO3

e78.476.840.9

121212

Sr

12

ClOSO4

4

68.079.81213

MgLa