|
本文拟介绍一定体积电解质溶液的电导率(k)、摩尔电导率(λm)与浓度的关系,供参考.
欧姆定律
一定体积电解质溶液的电阻遵守欧姆定律,即:R=ρ·l/A (1)
式(1)中R代表电解质溶液的电阻;ρ代表电阻率;l代表电导池长度;A代表电导池的横截面积.
令:电导池常数kcell=A/l (2)
式(1)左右两边均取倒数,则:1/R=1/ρ·(A/l) (3)
令:电导 G=1/R (4)
电导率 k=1/ρ (5)
将式(2)、(4)及(5)分别代入式(3)可得:
G=k·kcell (6)
式(6)也可称为电解质溶液的欧姆定律.
式(6)显示:电解质溶液的电导率k越大,则电导G越大,电解质溶液的导电性能越强.
电导池常数kcell,是由电导池尺寸决定,对于确定的电导池,其值固定.
通常情况下,盛装于电导池的电解质溶液的电导G(或电阻R),可采用惠斯通电桥法测得.
2. 摩尔电导率
电导池内单位浓度电解质溶液所拥有的电导率,被称为电解质溶液的摩尔电导率(λm),可表示为:
λm=k/c (7)
式(7)中k为电解质溶液的电导率;c为电解质溶液的摩尔浓度.
2.1 电导率(k)与浓度关系
电解质溶液电导率(k)与浓度关系[1]参见如下图1.
图1. 电解质溶液电导率与浓度关系示意图
图1显示:对于强电解质KCl、KOH及H2SO4,随着浓度增大,溶液离子数目增多,导电性能增强,电导率(k)增大;当浓度增加到一定值后,增大浓度,离子间相互作用力大,溶液电导率反而减小;对于弱电解质HOAc,浓度增大,HOAc的解离度减小,电导率(k)基本不变.
2.2 摩尔电导率(λm)与浓度的关系
电解质溶液摩尔电导率(λm)与浓度的关系参见如下图2.
图2. 电解质溶液摩尔电导率(λm)与浓度的关系示意图
图2显示,随着强电解质HCl、H2SO4及KCl浓度增加,摩尔电导率均减小;对于弱电解质HOAc,摩尔电导率下降至一定值后,继续增加HOAc的浓度,摩尔电导率(λm)基本维持不变.
3. 结论
⑴体积恒定前提下,单位浓度电解质溶液所拥有的电导率称为摩尔电导率,记为:λm=k/c ;
⑵对于强电解质,通常情况下,增加浓度,溶液离子数增多,电导率(k)增大,摩尔电导率(λm)减小.
参考文献
[1]沈文霞. 物理化学核心教程(第二版).北京:科学出版社, 2009:294-295.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-12-26 02:49
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社