1、2 电导电导(Electric Conductance)电导、电导率、摩尔电导率电导、电导率、摩尔电导率电导的测定电导的测定电导率、摩尔电导率与浓度的关系电导率、摩尔电导率与浓度的关系离子独立移动定律离子独立移动定律几个有用的关系式几个有用的关系式电导测定的一些应用电导测定的一些应用离子的电迁移和迁移数离子的电迁移和迁移数离子迁移数的测定离子迁移数的测定离子迁移率、迁移数、摩尔电导率之间的关系离子迁移率、迁移数、摩尔电导率之间的关系电导(电导(electric condutance)电导电导(G)是电阻的倒数,单位为是电阻的倒数,单位为 1 1或或S。 1 GR, UIRGIU电导率(电导率(
2、electrolytic conductivity)电导率电导率( )也就是电阻率的倒数,单位为也就是电阻率的倒数,单位为Sm-1或或 -1m-1。 1 lRAAGl电导可以用来表示导体的导电能力。电导可以用来表示导体的导电能力。电导率电导率( )相当相当A=1m2,l=1m时导体具有的电导。时导体具有的电导。电导率电导率 单位长度单位长度电导率的定义电导率的定义摩尔电导率(摩尔电导率(molar conductivity) 在相距为在相距为1m的两个平行电极之间,放置含有的两个平行电极之间,放置含有1 mol电解质的溶液,这时溶液所具有的电导称为摩尔电导电解质的溶液,这时溶液所具有的电导称为
3、摩尔电导率,用率,用 m表示表示,单位为,单位为Sm2mol-1。 mm Vc设溶液的浓度为设溶液的浓度为c,其单位为,其单位为molm3,则含有,则含有1 mol电解质的溶液之体积电解质的溶液之体积Vm应为应为c的倒数,即的倒数,即Vm=1/c,Vm的的单位为单位为m3mol-1。摩尔电导率可用于比较电解质溶液的导电能力的大小。摩尔电导率可用于比较电解质溶液的导电能力的大小。Vm=1mol/c m= /c单位间距单位间距单位立方体单位立方体电导率电导率 摩尔电导率的定义摩尔电导率摩尔电导率注意事项:注意事项: (1 1)浓度的单位以)浓度的单位以molmolm m-3-3进行计算。进行计算。
4、(2 2)所取基本单元不同时,摩尔电导率)所取基本单元不同时,摩尔电导率 m m数值也不同。数值也不同。必须在必须在 m后的括号中予以说明,以免产生错误。后的括号中予以说明,以免产生错误。 m4 m412(CuSO )2( CuSO ) 电导的测定,电导率和摩尔电导率的计算电导的测定,电导率和摩尔电导率的计算电导测定的装置:交流惠斯登电导测定的装置:交流惠斯登(Wheatstone)(Wheatstone)电桥式电路。电桥式电路。G交流电源交流电源FR1R2R3BCAIMRx电导测定注意事项(1 1)使用适当频率的交流电源。)使用适当频率的交流电源。直流电通过电解质溶液时,由于电解使电解质直流
5、电通过电解质溶液时,由于电解使电解质 溶液的浓度发生变化,并会在电极上析出产物而溶液的浓度发生变化,并会在电极上析出产物而改变电极的特性。改变电极的特性。(2 2)采用检零计)采用检零计( (耳机或示波器耳机或示波器) )检测电桥是否达到检测电桥是否达到平衡。平衡。(3 3)与电导池相对应的电路中的电阻需并联一个可)与电导池相对应的电路中的电阻需并联一个可变电容用以抵消电解池电容的影响。变电容用以抵消电解池电容的影响。(4 4)电导池中的电极一般采用镀铂黑的铂电极以增)电导池中的电极一般采用镀铂黑的铂电极以增大电极表面积,降低电流密度,减少电极极化。大电极表面积,降低电流密度,减少电极极化。电
6、导、电导率的测定电导、电导率的测定 接通电源后,移动触接通电源后,移动触C C点,使点,使DGCDGC线路中无电流线路中无电流通过,如用耳机则听到声音最小,这时通过,如用耳机则听到声音最小,这时D D,C C两点电两点电位降相等,电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就位降相等,电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就可求得待测溶液的电导。可求得待测溶液的电导。314xRRRR31411AC1BCxRGRR RR电导池常数(电导池常数(cell constant) 因电极间距离因电极间距离l 和电极面积和电极面积A不能精确地测量,不能精确地测量,实际测量时常用比较法测定池常数,即测定已知电实际测量时常用比
7、较法测定池常数,即测定已知电导率的标准溶液(通常为导率的标准溶液(通常为KCl溶液)的溶液)的Kcell。然后用。然后用这个电导池测未知溶液的电导率。这个电导池测未知溶液的电导率。电导池常数电导池常数 单位是单位是m-1。celllKAcellAGlKcellKClKClKGcellGK未 知未 知影响电导率的因素影响电导率的因素 电解质溶液电导率大小主要取决于两方面:电解质溶液电导率大小主要取决于两方面:1. 离子的多少;离子的多少;2. 离子的运动速度。离子的运动速度。外界条件的影响:外界条件的影响: a. 温度温度 温度越高,离子的运动速度温度越高,离子的运动速度v越大,电导率越大;越大
8、,电导率越大; b. 溶剂粘度溶剂粘度 溶剂粘度越大,溶剂粘度越大,v越小,电导率越小越小,电导率越小离子本性:离子本性: a. 水化离子半径水化离子半径r 半径半径r越大,则越大,则v越小,电导率越小越小,电导率越小 b. 离子价数离子价数 离子价数越大,则离子价数越大,则v越大,电导率越大越大,电导率越大 c. 特殊迁移方式特殊迁移方式 H、OH是一般离子导电能力是一般离子导电能力58倍倍电解质溶液浓度:电解质溶液浓度: 浓度增加时,一方面,离子数增加;另一方面,由于弛豫效浓度增加时,一方面,离子数增加;另一方面,由于弛豫效 应、电泳效应,离子运动速度减小;应、电泳效应,离子运动速度减小;
9、电导率与浓度的关系强电解质强电解质溶液的电导率随着浓度的增加,首先是增加,溶液的电导率随着浓度的增加,首先是增加,达到某一极大值,然后随浓度的增加反而下降。这是达到某一极大值,然后随浓度的增加反而下降。这是由于开始浓度增加时导电粒子数目增多故电导率增加,由于开始浓度增加时导电粒子数目增多故电导率增加,当浓度增加到一定程度以后,离子间的相互作用增强,当浓度增加到一定程度以后,离子间的相互作用增强,使离子运动速度降低,其电导率反而下降。使离子运动速度降低,其电导率反而下降。弱电解质弱电解质溶液电导率随浓度变化不明显,因浓度增加使溶液电导率随浓度变化不明显,因浓度增加使其电离度减小,溶液中真正起导电
10、作用的粒子数目变化其电离度减小,溶液中真正起导电作用的粒子数目变化不大。不大。中性盐中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高,如由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高,如KClKCl。2 0468101020 30 40 50 60 70 80 90 c/(mol.dm-3) /(S.m-1)HAcLiCl KCl KOHHCl电解质电导率与浓度的关系电解质电导率与浓度的关系 摩尔电导率与浓度的关系摩尔电导率与浓度的关系 由于溶液中物质的量已给定,都为由于溶液中物质的量已给定,都为1mol。当。当浓度变化浓度变化时,溶液的时,溶液的摩尔电导摩尔电导率率的变化与以下两种因素有关。的变化与以下两种
11、因素有关。导电离子数目的变化导电离子数目的变化 离子间的作用力的变化离子间的作用力的变化不同的电解质,其摩尔电导率随浓不同的电解质,其摩尔电导率随浓度变化的规律也不相同。度变化的规律也不相同。电解质水溶液电解质水溶液 m与浓度的关系与浓度的关系0.2 00.40.6810c/(mol.dm-3)0.25 0.50 0.751.001.25 1.50 m/(10-2S.m2.mol-1) NaClNaAcHAc对强电解质对强电解质, m随随c的减小而增加,与的减小而增加,与 成正比。成正比。c(1)mmc m:极限摩尔电导率:极限摩尔电导率对弱电解质,稀释时导电粒子数目大增加,因此对弱电解质,稀
12、释时导电粒子数目大增加,因此 m大大增加,其无限稀释摩尔电导率大大增加,其无限稀释摩尔电导率 m不可用实验不可用实验外推法得到。摩尔率随浓度的关系服从外推法得到。摩尔率随浓度的关系服从 Ostwald稀释稀释定律。定律。 m2 m m m 11 ()ccK强电解质与弱电解质分类的相对性强电解质与弱电解质分类的相对性有些物质如邻苯二甲酸的电离特性界于强电解质有些物质如邻苯二甲酸的电离特性界于强电解质与弱电解质之间。与弱电解质之间。溶剂的性质会对溶质的电离度产生很大的影响。溶剂的性质会对溶质的电离度产生很大的影响。如将硝酸四异戊基代铵溶于介电常数为如将硝酸四异戊基代铵溶于介电常数为2.2的的1,4
13、-环已环已二酮溶剂小,则具有典型弱电解质的性质。在该溶液二酮溶剂小,则具有典型弱电解质的性质。在该溶液中加入介电常数为中加入介电常数为78的水后,相同的溶质却显出强电的水后,相同的溶质却显出强电解质的特性。有时溶质会和溶剂分子产生溶剂化作用,解质的特性。有时溶质会和溶剂分子产生溶剂化作用,甚至发生氢键或其他化学反应,改变了电离情况和导甚至发生氢键或其他化学反应,改变了电离情况和导电能力。电能力。因此在考虑电解质特性的同时,还必须考虑它与因此在考虑电解质特性的同时,还必须考虑它与溶剂的作用。溶剂的作用。离开了溶剂的特性来区分电解质的强或离开了溶剂的特性来区分电解质的强或弱是没有意义的弱是没有意义
14、的。离子独立移动定律和离子摩尔电导离子独立移动定律和离子摩尔电导 科尔劳乌施在测定多种电解质的极限摩尔电导率科尔劳乌施在测定多种电解质的极限摩尔电导率(无限稀释摩尔电导率)时发现含同一种离子的各化(无限稀释摩尔电导率)时发现含同一种离子的各化合物的极限摩尔电导率之间存在着如下的规律:合物的极限摩尔电导率之间存在着如下的规律:电解质电解质 m 104差值差值电解质电解质 m 104差值差值KCl149.934.9 10-4HCl426.24.9 10-4LiCl115.0HNO3421.3KNO3145.034.9 10-4KCl149.94.9 10-4LiNO3110.1KNO3145.0K
15、OH271.534.9 10-4LiCl115.04.9 10-4LiOH236.7LiNO3110.1科尔劳乌施科尔劳乌施(Kohlrausch)离子独立移动定律离子独立移动定律 科尔劳乌施:在无限稀释溶液中,每一种离子是独科尔劳乌施:在无限稀释溶液中,每一种离子是独立移动的,不受其它离子的影响。立移动的,不受其它离子的影响。某种电解质的某种电解质的m可认为是正、负离子极限摩尔电导率之和。可认为是正、负离子极限摩尔电导率之和。 用公式表示为:用公式表示为:,mmmm:离子的极限摩尔电导率:离子的极限摩尔电导率离于独立地运动,是它在无限稀释溶液中表现出离于独立地运动,是它在无限稀释溶液中表现出
16、的规律。的规律。如果不是无限稀释的溶液如果不是无限稀释的溶液,离子的电导不仅,离子的电导不仅与与自身属性自身属性有关,同时还要有关,同时还要受到其他离子的影响受到其他离子的影响。这。这时的离子不再是独立地运动,电解质的摩尔电导率也时的离子不再是独立地运动,电解质的摩尔电导率也不等于各离子摩尔电导率之和。不等于各离子摩尔电导率之和。应用应用 :(1)用已知的离子极限摩尔电导率计算某用已知的离子极限摩尔电导率计算某些不能由实验方法准确地测定的电解质的极限摩些不能由实验方法准确地测定的电解质的极限摩尔电导率,如弱电解质的极限摩尔电导率和难溶尔电导率,如弱电解质的极限摩尔电导率和难溶盐类的极限摩尔电导
17、率。盐类的极限摩尔电导率。)()()()(NaClNaClHAcHAcmmmm)()()()()()(ClNaClNaAcHmmmmmm)()()()()()(ClNaAcNaClHmmmmmm)()()(NaClNaAcHClmmm例:计算例:计算25oC时难溶盐类时难溶盐类AgCl及及BaSO4的极限摩的极限摩尔电导率。尔电导率。 解:解:()()()mmmAgClAgCl61.9276.34138.26 10-4 Sm2mol-12244()()()mmmBaSOBaSO2 (63.6479.8)286.88 10-4 Sm2mol-1应用应用 (2):):大多数离子的极限摩尔电导率都接
18、近大多数离子的极限摩尔电导率都接近60 10-4Sm2mol-1(荷电单元取荷电单元取1价价),根,根据这个规律,可以研究络合物中是以共价据这个规律,可以研究络合物中是以共价键还是离子键的结合等问题。键还是离子键的结合等问题。例:例: 某铂氨络离子的氯合盐,因不知其电解质电离出某铂氨络离子的氯合盐,因不知其电解质电离出的离子数,被不能确定其络合的分子式。现把该氯的离子数,被不能确定其络合的分子式。现把该氯合盐配成溶液,实验测定其极限摩尔电导率合盐配成溶液,实验测定其极限摩尔电导率(1摩尔摩尔电解质电解质)。已知三种铂氨络离子氯合盐的极限摩尔电。已知三种铂氨络离子氯合盐的极限摩尔电导率分别为导率
19、分别为260、116及及0 10-4Sm2mol-1,试推测三,试推测三种盐各自的可能的结构种盐各自的可能的结构(已知铂的配位数为已知铂的配位数为4)。)。解:三种盐分别对应的一价荷电单元数目为解:三种盐分别对应的一价荷电单元数目为260/60、116/60和和0/60,即,即4、2和和0。因此其结构分别为因此其结构分别为Pt(NH3)4Cl2Pt(NH3)3ClCl Pt(NH3)2Cl2 对于常见离子的无限稀释摩尔电导率对于常见离子的无限稀释摩尔电导率 m :离离子水合半径越大,迁移率越小子水合半径越大,迁移率越小, m 也越小。也越小。离子水合半径顺序离子水合半径顺序:影响离子的摩尔电导
20、率的因素还有影响离子的摩尔电导率的因素还有温度、溶剂温度、溶剂等。等。一般有,温度升高,离子迁移速率增大,而且离子溶一般有,温度升高,离子迁移速率增大,而且离子溶剂化作用减弱,粘度减小,剂化作用减弱,粘度减小, m增大。溶剂不同,增大。溶剂不同, m不同,由于溶剂的介电常数不同不同,由于溶剂的介电常数不同,离子相互作用力不离子相互作用力不同同。H的链式传递的链式传递H+和和OH的无限稀释摩尔电导率比的无限稀释摩尔电导率比其它一价离子要大得多。其它一价离子要大得多。+电导测定的应用电导测定的应用(1) 检验水的纯度检验水的纯度 在半导体工业中或涉及使用电导测定的科研中,在半导体工业中或涉及使用电
21、导测定的科研中,常需要使用高纯度的水,利用电导测定来检验水的纯常需要使用高纯度的水,利用电导测定来检验水的纯度非常方便。度非常方便。水本身有微弱的解离,水本身有微弱的解离,H和和OH的浓度近似为的浓度近似为107moldm-3,因为,因为 ,221 m2 (H O)=5.5 10 S mmol这样,纯水的电导率应为这样,纯水的电导率应为5.510-6Sm-1 (25 OC)。 普通蒸馏水的电导率约为普通蒸馏水的电导率约为110-4Sm-1 ,重蒸馏,重蒸馏水的电导率小于水的电导率小于110-4Sm-1。(2)计算弱电解质的解离度和解离常数计算弱电解质的解离度和解离常数对对11型弱电解质型弱电解
22、质AB:+ ABAB 0 0 (1) ccccaaa-+-起始平衡时 m m =22m m m m 1()oocccccK m, m 和电离度和电离度 近似有:近似有:上式还可写作:上式还可写作: 以以 作图,从截距和斜率求得作图,从截距和斜率求得 和和 值。值。这就是德籍俄国物理化学家这就是德籍俄国物理化学家Ostwald(18531932)提出的定律,称为提出的定律,称为Ostwald稀释定律(稀释定律(Ostwalds dilution law)。)。 m m1 c m cK m2 m m m 11()occcK(3)测定难溶盐的溶解度)测定难溶盐的溶解度 难溶盐在水中溶解度比较小,一方
23、面须考虑溶解难溶盐在水中溶解度比较小,一方面须考虑溶解部分的电离对电导的贡献,另一方面还要考虑溶剂水部分的电离对电导的贡献,另一方面还要考虑溶剂水的电离对电导的贡献,因此要扣除溶剂水的电导率,的电离对电导的贡献,因此要扣除溶剂水的电导率,2 m ()(H O)()()cc溶液难溶盐难溶盐 因难溶盐浓度较稀,近似认为因难溶盐浓度较稀,近似认为 mm ,运用摩尔,运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度c。2()()(H O)难溶盐溶液(4)电导滴定)电导滴定将滴定过程中体系的电导率对所加试剂的将滴定过程中体系的电导率对所加试剂的体积作图即可得到
24、电导滴定曲线。电导滴定曲体积作图即可得到电导滴定曲线。电导滴定曲线上的转折点,即为滴定的终点。线上的转折点,即为滴定的终点。电导滴定的灵敏度取决于滴定过程中被结电导滴定的灵敏度取决于滴定过程中被结合离子和新出现离子迁移率的差别。这一差别合离子和新出现离子迁移率的差别。这一差别越大,灵敏度就越高。越大,灵敏度就越高。电导滴定的另一特点是不用指示剂,对有电导滴定的另一特点是不用指示剂,对有色溶液和沉淀反应都能得到较好的效果,并能色溶液和沉淀反应都能得到较好的效果,并能自动纪录整个滴定过程的完整曲线,从而得到自动纪录整个滴定过程的完整曲线,从而得到关于反应过程的其它信息。关于反应过程的其它信息。1.
25、强碱滴定强酸强碱滴定强酸(NaOH滴定滴定HCl)(Na+OH-) + (H+Cl-) = (Na+Cl+) + H2O2.强碱滴定弱酸强碱滴定弱酸(NaOH滴定滴定HAc)(Na+OH-) + HAc = (Na+Ac-) + H2O加入碱的体积加入碱的体积电电导导率率强酸强酸弱酸弱酸 (5 5)动力学参数测量)动力学参数测量 在有离子参加的反应过程中,反应前在有离子参加的反应过程中,反应前后溶液的电导率一般会发生变化,电导率后溶液的电导率一般会发生变化,电导率的变化量与反应进度间存在比例关系,于的变化量与反应进度间存在比例关系,于是通过测量不同时间溶液的电导率,即可是通过测量不同时间溶液的
26、电导率,即可得到反应的动力学信息。得到反应的动力学信息。例如:乙酸乙酯皂化反应例如:乙酸乙酯皂化反应325325CH COOC HOHCH COOC H OH此反应为二级反应,当反应物起始浓度相同,均为此反应为二级反应,当反应物起始浓度相同,均为C0时时,220()dxk Cxdt20011k tCxC显然体系电导率的减少与反应量显然体系电导率的减少与反应量x成正比:成正比:000 () ()ttttxmtxCm 时时于是于是0201ttk tC 离子的电迁移和迁移数离子的电迁移和迁移数 电解质溶液的电导靠离子,而离子总是成对出现,正离电解质溶液的电导靠离子,而离子总是成对出现,正离子与负离子
27、,电导靠正、负两种离子的迁移完成电导。子与负离子,电导靠正、负两种离子的迁移完成电导。对对1:1型电解质,惰性电极,型电解质,惰性电极,Q4,其迁移现象如图:,其迁移现象如图:阳阳极极阴阴极极+ + + + + + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _+ + +_ _ _ _ _+ + + + + + +_ _ _ _ _迁移速率相等迁移速率相等离子迁离子迁移情况移情况最后结果最后结果阳阳极极阴阴极极+ + + + + + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _+ + _ _ _ _ _ _+ + + + + + +
28、 +_ _ _ _ _迁移速率不等迁移速率不等离子迁离子迁移情况移情况最后结果最后结果离子电迁移的规律离子电迁移的规律1.1.通过溶液的总电量为正、负离子迁移电量之和。通过溶液的总电量为正、负离子迁移电量之和。()2. ()() =()QQrr阳阳极极部部电电解解质质减减少少的的物物质质的的量量正正离离子子所所传传导导的的电电量量阴阴极极部部电电解解质质减减少少的的物物质质的的量量负负离离子子所所传传导导的的电电量量正正离离子子的的迁迁移移速速率率正正离离子子迁迁出出阳阳极极区区的的物物质质的的量量负负离离子子的的迁迁移移速速率率负负离离子子迁迁出出阴阴极极区区的的物物质质的的量量 如果正、负
29、离子荷电量不等,如果电极本身也发如果正、负离子荷电量不等,如果电极本身也发生反应,情况就要复杂一些。生反应,情况就要复杂一些。3.3.中间部分浓度不变,两极浓度降低,正离子迁移快时,中间部分浓度不变,两极浓度降低,正离子迁移快时,阴极浓度大;负离子迁移快时,阳极浓度大。阴极浓度大;负离子迁移快时,阳极浓度大。离子迁移数的定义离子迁移数的定义 把离子把离子B迁移的电量与通过溶液的总电量之比迁移的电量与通过溶液的总电量之比称为该离子称为该离子B的迁移数(的迁移数(transference number)用符号用符号tB表示。表示。 由于正、负离子移动的速率不同,所带的电荷不由于正、负离子移动的速率
30、不同,所带的电荷不等,因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。等,因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。BBdef QQt其定义式为:其定义式为:tB是量纲为是量纲为1的量,数值上总小于的量,数值上总小于1,且,且 tB=1。BBI=It离子的电迁移率离子的电迁移率离子在电场中的运动速度,除了与离离子在电场中的运动速度,除了与离子本性、溶剂性质、溶液浓度及温度等子本性、溶剂性质、溶液浓度及温度等因素有关外,还与电场强度有关。为了便因素有关外,还与电场强度有关。为了便于比较,将某离子在指定溶剂中电场强度于比较,将某离子在指定溶剂中电场强度为为1Vm-1时的速度称为该离子的电迁移率,时的速度称为
31、该离子的电迁移率,用符号用符号U 表示,单位是表示,单位是m2s-1V-1.IQrUtIQrrUU根据迁移数的定义,有:根据迁移数的定义,有:1tt负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有一负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有一种电解质,则:种电解质,则:+1ittt如果溶液中有多种电解质,共有如果溶液中有多种电解质,共有 i 种离子,则:种离子,则:离子迁移数离子迁移数几个有用的关系式几个有用的关系式 m,+ m,+ m, m,+ m m m m 4. (tt对强电解质近似) m m 5. UUUU m,+ m,+ m, m, 3. U FU FU FU F对强电解质近似有对强电解质近似有利
32、用这些关系式,从实验可测量求不可测量。1. () ()mmUUFUUF2. UUttUUUU对弱电解质迁移数的测定方法1Hittorf 法法其原理是基于由于离子的电其原理是基于由于离子的电迁移和电极反应,通电后溶迁移和电极反应,通电后溶液浓度发生变化而设计的,液浓度发生变化而设计的,实验装置如图所示:实验装置如图所示:n(终了终了)n(起始起始)+ n(迁移迁移) -n(电解电解) n(起始起始)和和n(终了终了)可用化学方法可用化学方法分析阴分析阴(阳阳)极区溶液通电前后极区溶液通电前后的浓度,的浓度,n(电解电解)可根据可根据Faraday定律求出。这样便可定律求出。这样便可求出某离子的求
33、出某离子的n(迁移迁移)。t=n(迁移迁移)/n(电解电解)在左侧管中先放入在左侧管中先放入CdCl2溶液溶液至至AA面,然后小心加入面,然后小心加入HCl溶液,使溶液,使AA面清晰可见。面清晰可见。通电后,通电后,H+向上面负极移动,向上面负极移动,Cd2+淌度比淌度比H+小,随其后,使小,随其后,使AA界面向上移动。通电使界界面向上移动。通电使界面移动到面移动到BB位置,停止通电。位置,停止通电。由毛细管内径、界面移动距离、由毛细管内径、界面移动距离、溶液浓度及电量,可计算离子溶液浓度及电量,可计算离子迁移数。迁移数。2 2界面移动法界面移动法(Moving boundary method
34、(Moving boundary method) )迁移数的计算:迁移数的计算:设毛细管半径为设毛细管半径为r,截面积,截面积A= r2。AA与与BB之间距离为之间距离为l,溶液体积,溶液体积V=lA。在这个体积范围内,在这个体积范围内,H迁移的物质的量为迁移的物质的量为cV mol,H迁移的电量为迁移的电量为 z+cVF ,H的迁移数为:的迁移数为:HHz cVFtQ总所迁移的电量 通过的总电量 3电动势法电动势法 在电动势测定应用中,如果测得液接电势值,就可在电动势测定应用中,如果测得液接电势值,就可计算离子的迁移数。计算离子的迁移数。 以溶液界面两边都是相同的以溶液界面两边都是相同的1-1价电解质为例,价电解质为例,2122Pt,H ( ) | HCl() | HCl() | H ,Ptpmm由于由于HCl浓度不同所产生液接电势浓度不同所产生液接电势Ej的计算式为的计算式为1j212()ln (21)lnRTmEttFmRTmtFm已知已知m1和和m2,测定,测定Ej,就可得,就可得t+和和t-的值。(详见下章)的值。(详见下章)