电导率与稀释:测定台
把“溶液里有没有、又有多少能移动的带电粒子”变成一次可比较的读数。
趋势演示,非标定测量
数值仅用于理解关系
三杯同浓度的无色溶液,为什么一杯能让灯泡明显发亮,另一杯几乎没反应?先别只盯浓度,先问:电荷载体在哪里?
样品与电导池
氯化钾溶液:主要以离子形式存在
12.90
负极正极
灯泡:明亮
K⁺ 和 Cl⁻ 是可迁移的带电粒子。烧杯颜色用于区分示意样品,粒子数目不按浓度或化学计量绘制;箭头方向是某一瞬间的示意:K⁺趋向负极,Cl⁻趋向正极;实际测定常用交流信号,方向会交替改变。
从 0.100 mol·L⁻¹ 开始稀释
向同一份溶液加水。稀释倍数增大,浓度 c 变为原来的 1/D。
拖动滑块,浓度会由零点一零零摩尔每升逐步降至零点零零五摩尔每升。
改变温度会使示意电导率改变。
比较条件:要用 κ 比较样品,先固定温度、溶剂和电导池;改变温度后,不能把读数变化全归因于浓度。
浓度 c0.100mol·L⁻¹
电导率 κ12.90mS·cm⁻¹
电导 G12.90mS
κ = Kcell · G 此处取同一电导池 Kcell = 1.00 cm−1,所以数值上 κ(mS·cm⁻¹)与 G(mS)恰好相同。相当电阻 R = 1/G = 0.078 kΩ。
25 ℃、同一电导池下的浓度趋势
曲线和圆点固定为25 ℃参考值;上方仪表按所选温度计算。曲线使用示意数据。它们不是直线:离子间相互作用和电离程度都会让关系偏离“浓度翻倍,κ 恰好翻倍”。
先判断,再看解释
在 25 ℃、同一只电导池中,0.100 mol·L⁻¹ KCl 的 κ 远大于同浓度乙酸。最直接的原因是什么?
先选一个解释。注意:无色、同浓度,不等于导电能力相同。
说明:电导率的精确测量还需要用标准溶液标定池常数,并控制温度;此处只用于训练“离子数目、池常数与测量条件”的判断。粒子卡通只表示物种与电离趋势,图中颜色和粒子数量不代表真实溶液颜色或定量粒子数。