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电导分析法


电导分析法有极高的灵敏度。 由于溶液的电导并不是某一个离子的特 性,溶液的电导是存在于溶液中所有各 种离子单独电导的总和,只能测量离子 的总量,而不能 鉴别和测定某离子及其 含量,因此其选择性很差。 此方法主要用于监测水的纯度、大气中 有害气体(如SO2、CO2和HF等)以及 某些物理常数的测定等。
二、电导分析法的基本原理
(一)电导和电导率 电解质溶液的电导能力用电导G来表示, 电导是电阻R的倒数。服从欧姆定律 1 1 A A G 单位:西门子S R L L
ρ为电阻率,单位为欧姆厘米Ω· cm A—为导体截面积(单位为cm2) L—为导体长度(单位为cm) κ为电导率, 电阻率的倒数, 单位西门子每厘米S· cm-1
下面是一些常见离子在水溶液的无限稀释 摩尔电导(25º C)
阳离子 λοm+ 阴离子 λοm-
H+
Na+ K+
1 2
349.8
50.11 73.52
OHClBr1 SO422来自197.676.34 78.3
Mg2+
53.06
80.0
从表中可以看到H+、OH-的λοm特别大。
(三)电导与电解质溶液浓度的关系
1 1 A A G R L L
电导率κ的物理意义:相当于长度为1cm ,截 面积为1cm2的导体的电导。 对于电解质溶液,其电导率则相当于1cm3的 溶液在距离为1cm的两电极间所具有的电导。 对一定的电导电极,面积A与电极间距离L一定, L/A为定值,称为电导池常数,用θ表示
L 1 R A G
电导分析法(补充)
一、概

电导:在外电场作用下,电解质溶液中的正负 离子以相反的方向移动,这种现象叫电导。 定义:通过测量电解质溶液的电导值来确定物 质含量的分析方法。 影响因素:电导是电阻的倒数,溶液的导电能 力与溶液中正负离子的数目、离子所带的电荷 数、离子在溶液中的迁移速度等因素有关。 电导分析的依据:根据溶液电导的变化来指示 溶液中离子浓度的变化。 电导分析法的分类:电导法和电导滴定法。
1、水质监测
水的类型 自来水 普通 蒸馏水 离子 交换水
电导率 (κ/s·cm-1)
5.26×10-4 (~10-4)
2.9×10-6 (~10-6)
5×10-7 (~10-7)
2.大气监测
大气污染物测定, 吸 收后测量电导变化
由各种污染源排放的大气污染气体主要有SO2 、 CO、 CO2及 NXOY等。可利用气体吸收装置,将 这些气体通过一定的吸收液,利用反应前后电导 率的变化来间接反映气体的浓度.该法灵敏度高, 操作简单,并能获得连续读数,因而在环境监测 中广泛应用. 例: 大气中SO2的测定,SO2气体用H2O2吸收, SO2被 H2O2氧化为H2SO4后电导率增加,由此可 计算出大气中SO2的含量。 SO2 + H2O2 → H2SO4 + H2O 可用此法测定大气中HCl、 HF、 CO2等气体。
由m

C

得G m
C
1 G

电极一定,温度一定的电解质溶液,λm和θ 均为定值,所以 G=Kc
G=Kc仅适用于稀溶液,在浓溶液中,由 于离子间相互作用,使电解质溶液电离度小于 100%。λm不为常数,G与c不呈线性关系。
三、溶液电导的测量
电导是电阻的倒数,因此测量电 导实际上就是测量它的电阻。 电导的测量装置包括电导池和电 导仪。应以较高频率的交流电作 为测量电导电源以降低极化效应 1.电导池 电导池是有两个电导电极构成。 电导电极一般由两片平行的铂制 成的
测量电导的铂黑电极,表面积大,电流密度小, 极化作用也就小,用于测量电导率高的溶液。 在测量低电导率的溶液时,铂黑对电解质有强 烈的吸附作用而出现不稳定现象,这时不宜用 光亮铂电极。
2.电导仪
电导仪是用于测量溶液电导的专用仪器,商品 电导仪的型号有很多,根据其作用可分为平衡 电桥式和直读式两大类。 若要求用电导率表示,根据下式进行换算
m

C
摩尔电导与浓度的关系
m为摩尔电导S· cm2mol-1
m

C
摩尔电导与浓度的关系
电解质溶液的摩尔电导均随溶液浓度降低而增 大,当溶液无限稀释时,摩尔电导达一极限值, 此值称为无限稀释摩尔电导,用λ°m表示。 电解质溶液无限稀释摩尔电导是溶液中所有离 子无限稀释摩尔电导总和。 λοm=λοm++λοm①λοm+表示正离子无限稀释离子电导 ②λοm-表示负离子无限稀释离子电导 在一定温度和溶剂下,λοm为一定值。该值在 一定程度上反映了个离子导电能力的大小。
如用NaOH滴定HCl,反应为 H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- +H2O H++ClNaOH H+余+Na++Cl-+H2O 化计点前
电导率 κ 与电解质溶液的浓度与性质有关。 ( 1 )在一定范围内,离子的浓度愈大,电 导率愈大。 (2)离子的迁移速度愈快,电导率愈大 (3)离子的价数愈高,电导率愈大 当外部条件固定时,对于同一电解质(2) (3)点是确定的,电导取决于溶液的浓度。
(二)摩尔电导和无限稀释电导
摩尔电导是含有1mol电解质的溶液在距离 1cm的两电极间所具有的电导. m 摩尔电导规定了电解质的物质的量,而不 管体积大小
L G G A
四、电导分析法及应用
(一)电导法 直接根据溶液的电导与被测离子浓度 的关系来进行分析的方法,叫做电导法。
电导法主要应用于水质纯度的鉴定及生产 中某些中间流程的控制及自动分析 强电解质溶液总浓度的测定,土壤,海水的盐度
1、水质监测
工业上的锅炉用水及排放的废水、河流、 湖泊,实验室用水等都需要对水的质量 指标作监测。水的电导率是反映水质的 很重要的一个指标。它反映了水中电解 质的总含量——可溶性的无机盐类。但 一些非导电物质,如有机物、细菌、藻 类及其它悬浮杂质不能在电导率上反映 出来。
(二)电导滴定法
电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导 的变化来确定滴定终点,滴定剂与溶液 中待测离子反应生成水,沉淀或难离解 的化合物,使溶液的电导发生变化,而 在化计点时滴定曲线上出现转折点,指 示滴定终点。
电导滴定
酸碱滴定曲线: 电导滴定常用于稀酸、弱 酸、混合酸等的测定。
1. 强酸强碱的滴定
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