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实验原理



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,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)

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)

作图得一直线,斜率为,截距为,由此可求得

=(截距)2/斜率,

=-斜率/截距

整理可得:

=斜率/()2

即可求出