第六章电解质溶液

第六章电解质溶液一、基本要求（1）了解电解质溶液得到电机理；理解离子迁移数；了解法拉第电解定律。（2）理解表征电解质溶液导电能力的物理量（电导率、摩尔电导率）。（3）掌握电导的测定及应用。（4）理解离子独立运动定律。（5）理解电解质活度和离子平均或度系数的概念。（6）了解离子氛的概念，掌握离子强度，掌握德拜-休克尔极限公式。二、主要概念、定理与公式1．电解质及其分类电解质是指溶于溶剂或溶剂化时能形成带相反电荷的离子，从而具有导电能力的物质。电解质在溶剂（如H2O）解离成正、负离子的现象叫电离。根据电解质电离度的大小，电解质分为强电解质和弱电解质，强电解质在溶液中几乎全部解离成正、负离子，弱电解质的分子在溶液中部分的解离为正、负离子。在一定条件下，正、负离子与未解离的电解质分子间存在电离平衡。2．导体（1）第一类导体：电子导体（金属、石墨）。（2）第二类导体：离子导体（电解质溶液和熔融电解质）。3．第二类导体导电机理（1）电离通过溶液是由离子的定向迁移实现的。（2）电流在电极和溶液界面得以连续是由两电极上得失电子实现的。注：电极反应：在电极上进行的有电子得失的化学反应。电池反应：电池上两个电极反应的总结果。阳极：发生氧化反应的电极。阴极：发生还原反应的电极。正极：电位较高的电极。负极：电位较低的电极。4．法拉第定律自然界中最准确的定律之一，不受温度、压力、电解质浓度、电极材料和溶液性质的影响。（1）定义：每通过96485.309C的电量，在任一电极上发生得失1moL电子的电子反应，同时与得失1moL电子相对任一电极反应的物质的量亦为1moL。（2）数学表达式Q=znF式中：Q——电量，库[仑]C；z——电荷数，即得失电子数；n——物质的量，moL；F——法拉第常数，F=96485.309C·moL-1。5．电导物体导电能力的大小可以用两个物理量来表示，即电阻R及电导G。G的单位是西[门子]（siemens），用S表示。式中A——导体的截面积；l——导体的长度。6．电导率k是指长1m，截面积为1m2的导体的电导，单位是S·m-1。7．摩尔电导率是指把含有1moL电解质的溶液置于相距为1m的电导池的两个平行电极之间，所具有的电导，单位是S·m-2·moL-1。式中，c是电解质溶液的物质量浓度moL·m-3。8．科尔劳乌施经验式9．离子独立移动定律无论是强电解质还是弱电解质，在无限稀释时，离子间的相互作用均可忽略不计，离子彼此独立运动，互不影响。每种离子的摩尔电导率不受其它离子的影响，它们对电解质的摩尔电导率都有独立的贡献。因而无限稀薄时电解质摩尔电导率为正、负离子摩尔电导率之和。即叫科尔劳乌施（Kohlrausch）离子独立运动定律。10．离子的迁移数如溶液中有i种离子，迁移数ti为R代表离子运动的速率，单位m·S-1，U代表离子的淌度，也叫迁移率，单位m2·S-1·V-1。对于强电解质溶液，当浓度不大时，离子的电导率，的单位是S·m2·moL-1。11．离子迁移数的测定（1）根据通电前后阴极区或阳极区物质量改变关系计算出：（2）界面移动法：z+是被测离子的价数；c是被测溶液物质的量浓度，V是被测溶液移动体积；F是法拉第常数；Q是通过溶液的电量。12．任意电解质B的分子式为正、负离子及电解质的化学势分别为电解质B的活度：平均活度：平均值量摩尔浓度：平均活度系数：13．离子强度将溶液中每个离子的质量摩尔浓度mi乘以离子价数zi的平方，这些乘积总和起来除以2所得的结果称为离子强度。14．德拜—休克尔极限定律德拜—休克尔于1923年提出的强电解质溶液理论认为强电解质在低浓度溶液中完全电离，并认为强电解质与理想溶液的偏差主要是由于离子间的静电引力所引起的，于是提出了离子氛的概念，并引进了若干假定，从而导出了强电解质稀溶液中离子活度系数和离子平均活度系数的计算公式，即德拜—休克尔极限定律。公式如下：对于水溶液，在298K时，A=0.509。