电解质溶液的导电能力由电导G来量度,它是电阻的倒数,即
(8-1)
电导的单位名称是“西门子”,符号为S,。
将电解质溶液放入两平行电极之间,若两电极距离为l,电极面积为A,则溶液的电导为:
(8-2)
式中为电导率,其物理意义是l=1 m,A=1 m2时溶液的电导,其单位为S·m-1。定义电导池常数
,则
(8-3)
在研究电解质溶液的导电能力时,经常使用摩尔电导率,其定义为
式中c为电解质溶液的浓度,单位是:mol·m-3;的单位是:S·m2·mol-1。
总是随溶液浓度的降低而增大。对强电解质稀溶液而言,其变化规律可用科尔劳施(Kohlrausch)经验公式表示:
(8-4)
式中,为无限稀释摩尔电导率。对给定的电解质和溶剂来说,在一定温度下,A是一个常数。所以,将
对
作图得到的直线外推,可求得该强电解质溶液的无限稀释摩尔电导率
。
电解质溶液是由正、负离子的迁移来传递电流的,弱电解质的无法利用(8-4)式通过实验直接测得。由于弱电解质溶液中,只有解离部分的离子才对电导有贡献,而在无限稀释的溶液中,电解质全部解离,其摩尔电导率
是正、负离子的极限摩尔电导率
之和。即
(8-5)
式中ν+,ν-分别为正、负离子的化学计量数,和
可查表得到。
Λm与的差别来自两个因素:一是电解质的不完全电离,二是离子间的相互作用。若溶液中离子浓度很低,彼此相隔较远,相互作用力可以忽略,则Λm与
之间的关系可表示为:
(8-6)
式中α为弱电解质的解离度。
醋酸在水溶液中有下列平衡:
HAcH+ + Ac-
其解离平衡常数为
(8-7)
将代入上式,整理可得
(8-8)
此式称为奥斯特瓦尔德(Ostwald)稀释定律。改写成线性方程为:
(8-9)
以对
作图得一直线,斜率为
,截距为
,由此可求得
和
:
=(截距)2/斜率,
=-斜率/截距
整理可得:
=斜率/(
)2
即可求出。