电导率传感器及其初步应用课件

第三章第三章电导率传感器及其初步应用电导率传感器及其初步应用第一节第一节 电导传感器检测原理和应用电导传感器检测原理和应用第三章电导率传感器及其初步应用第一节 1请你思考：1.在下列溶液中加入少量的氢氧化钠固在下列溶液中加入少量的氢氧化钠固体，溶液的导电性变化不大的是体，溶液的导电性变化不大的是2.A蒸馏水蒸馏水 BNaCl溶液溶液 C盐酸盐酸 DNa2CO3 溶液溶液请你思考：在下列溶液中加入少量的氢氧化钠固体，溶液的导电性变2向氢氧化钠溶液中加入盐酸的电导率变化曲线向氢氧化钠溶液中加入盐酸的电导率变化曲线向氢氧化钠溶液中加入盐酸的电导率变化曲线3一、有关溶液导电性的几个概念一、有关溶液导电性的几个概念1 1 1 1、电导（、电导（、电导（、电导（electric conductanceelectric conductance）电导是电阻的倒数电导是电阻的倒数电导是电阻的倒数电导是电阻的倒数 电导电导电导电导 与导体的截面积成正比，与导体的与导体的截面积成正比，与导体的与导体的截面积成正比，与导体的与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比长度成反比长度成反比长度成反比 电导的单位为电导的单位为电导的单位为电导的单位为 或或或或 一、有关溶液导电性的几个概念1、电导（electric co42 2 2 2、电导率（、电导率（、电导率（、电导率（electrolytic conductivity）因为因为因为因为比例系数比例系数比例系数比例系数 称为电导率。称为电导率。称为电导率。称为电导率。电导率相当于单位长度、电导率相当于单位长度、电导率相当于单位长度、电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导单位截面积导体的电导单位截面积导体的电导单位截面积导体的电导 电导率的单位是电导率的单位是电导率的单位是电导率的单位是 或或或或 电导率也就是电阻率的倒数：电导率也就是电阻率的倒数：电导率也就是电阻率的倒数：电导率也就是电阻率的倒数：电导率的定义电导率的定义电导率的定义电导率的定义2、电导率（electrolytic conductivit53、离子淌度、离子淌度o在电场作用下，溶液中的阴离子向阳极运动，在电场作用下，溶液中的阴离子向阳极运动，阳离子向阴极运动，其运动速度除与离子本阳离子向阴极运动，其运动速度除与离子本性及溶剂性质（如粘度）有关外，还与电位性及溶剂性质（如粘度）有关外，还与电位梯度有关。梯度有关。o离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量，离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量，是当电位梯度为是当电位梯度为1V/cm时的离子运动速度。时的离子运动速度。3、离子淌度在电场作用下，溶液中的阴离子向阳极运动，阳离子向625水介质中某些离子的极限淌度水介质中某些离子的极限淌度25水介质中某些离子的极限淌度7质子传递机理示意图质子传递机理示意图在水溶液中单个的溶剂化的质子的传导是通过一种质子传递机理，随着质子从一个水分子传递给另一个水分子，电流很快沿着氢键被传导，而并不是质子本身从溶液的一端迁移向另一端。OH-的摩尔电导率也很大，传导机理与上述类似，只是质子从水分子上转移到OH-上而已。质子传递机理示意图在水溶液中单个的溶剂化的质子的传导是通过一84 4 4 4、摩尔电导率（、摩尔电导率（、摩尔电导率（、摩尔电导率（molar conductivitymolar conductivity）在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有放置含有放置含有放置含有1 mol1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电解质的溶液，这时溶液所具有的电解质的溶液，这时溶液所具有的电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率电导称为摩尔电导率电导称为摩尔电导率电导称为摩尔电导率 是含有是含有是含有是含有1 mol1 mol电解质的溶液电解质的溶液电解质的溶液电解质的溶液的体积，单位为的体积，单位为的体积，单位为的体积，单位为 ，是电解是电解是电解是电解质溶液的浓度，单位为质溶液的浓度，单位为质溶液的浓度，单位为质溶液的浓度，单位为 。摩尔电导率的位为摩尔电导率的位为摩尔电导率的位为摩尔电导率的位为 4、摩尔电导率（molar conductivity）9离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 德国科学家Kohlrausch 根据大量的实验数据，发现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离子影响，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和 这就称为Kohlrausch 离子独立移动定律。这样，弱电解质的 可以通过强电解质的 或从表值上查离子的 求得。离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 德国科学家Kohl10电导率、摩尔电导率与浓度的关系强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。当浓度增加到一定程度后，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也降低，如 和KOH溶液。弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著，因浓度增加使其电离度下降，粒子数目变化不大，如醋酸。中性盐由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高，如KCl。电导率、摩尔电导率与浓度的关系强电解质溶液的电导率随着浓度的11演示实验：不同溶液的导电性o由以上数据可以得到什么结论？溶液的导电性与哪由以上数据可以得到什么结论？溶液的导电性与哪些因素有关？些因素有关？演示实验：不同溶液的导电性12电导测定的一些应用（1）检验水的纯度纯水本身有微弱的解离 这样，纯水的电导率应为 事实上，水的电导率小于 就认为是很纯的了，有时称为“电导水”，若大于这个数值，那肯定含有某种杂质。普通蒸馏水的电导率约为电导测定的一些应用（1）检验水的纯度纯水本身有微弱的解离 13(2)计算弱电解质的解离度和解离常数设弱电解质AB解离如下：(2)计算弱电解质的解离度和解离常数设弱电解质AB解离如下：14（3）测定难溶盐的溶解度难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 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 难溶盐本身的电导率很低，这时水的电导率就不能忽略，所以：的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的表值得到（3）测定难溶盐的溶解度难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 15（4）电导滴定 在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率也不断变化，利用电导率变化的转折点，确定滴定终点。电导滴定的优点是不用指示剂，对有色溶液和沉淀反应都能得到较好的效果，并能自动纪录。（4）电导滴定 在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率16