第八章 电解质溶液

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?所以有Λ??tΛm,KCl m,KK?? ?1.2965?10?2S?m2?mol?1?0.496?6.431?10?3S?m2?mol?1

??????m,KCl??m,K? m,Cl??1 ??12 .96?5.6?4?31?3S1?0m2?mol3?14?10S?m2?mol ?6.53?

?(2)?????m,NaCl??m,Na m,Na?? ??10.860?4.311??10?3S?m2?mol?1 ?6.549?10?3S?m2?mol?1

?313. 298 K时,在某电导池中盛以浓度为0.01 mol·dm的KCl水溶液,测得电阻R为484.0 ?。当盛以不同浓度的NaCl水溶液时测得数据如下: 0.0005 0.0010 0.0020 cNaCl/?mol?dm?3? R/? 0.0050 1128.9 10910 5494 2772 已知298 K时,0.01mol?dm-3的KCl水溶液的电导率为KKCl?0.1412S?m?1。试求: (1) NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率?m,NaCl;

(2) 以?m,NaCl对c作图,求NaCl的无限稀释摩尔电导率??m,NaCl。

解:(1)在使用电导池之前,先要测定其电导池常数。通常将一定浓度的KCl水溶液放入电导池,测定其电阻,然后就可以计算电导池常数,以为KCl水溶液的电导率可以查表得到。

从已知数据计算电导池常数: Kcell?KKCl?R?0.1412S?m?1?484.0??68.34m?1

然后从电导池常数和不同浓度时的电阻计算相应的NaCl 水溶液的电导率和浓度计算不同浓度时NaCl 水溶液的摩尔电导率: KNaCl?计算结果列于下表: cNaCl/mol?dm?3 Kcell ?m,R?lNaCKNaCl c??0.0005 0.02236 0.6264 0.0010 0.03162 12.44 0.0020 0.04472 2.465 0.0050 0.07071 6.054 c/mol?dm?3??12 K/10?2S?m?1 ???m/10?2S?m2?mol?1 ??1.253 1.244 1.233 1.211 以以?m,NaCl对c作图,得一直线。

对照Kohlrausch经验式: ?m???m(1??c)

2?1将直线外推至c?0,得截距就是??m,NaCl,其值为0.01270 S?m?mol.

14. 在某电导池中先后充以浓度均为0.001 mol ? dm?3的HCl,NaCl和NaNO3,分别测得电阻为468 ?,1580 ?和1650 ?.已知NaNO3溶液的电导率为?m,NaNO3?1.21?10?2S?m2?mol?1。设这些都是强电解质,其摩尔电导率不随浓度而变。

试计算:

(1)浓度为0.001 mol ? dm?3 NaNO3溶液的电导率; (2)该电导池的常数Kcell;

(3)该电导池如充以浓度为0.001 mol ? dm?3HNO3溶液时的电阻及该HNO3溶液的摩尔电导率。

解:(1)对于浓度为0.001 mol ? dm?3 NaNO3溶液,已知其摩尔电导率,根据摩尔电导率的定义式,求它的电导率是比较容易的。

KNaNO3??m,NaNO3?cNaNO3

?23?10S?m2?mo?l1?.000?131m0ol?? m ?1.211?m?1 ?0.012S(3) 已求出NaNO3溶液的电导率,又已知该溶液在电导池中的电阻,就可以计算

该电导池的常数,相当于用NaNO3溶液来测电导池常数:

Kcell?KNaNO?RNaNO

33 ?1.21?10?2S?m?1?1650?

?19.97m?1

(4) 此题的关键是要求出HNO3的电导率。根据离子独立移动定律,这几种电解

质的摩尔电导率之间有如下的关系(假定它们能全部解离); ?m,HNO??m,HCl??m,NaNO??m,NaCl

33由于它们的浓度都相同,所以它们的电导率之间有类似的关系,即 KNaNO?KHCl?KNaNO?KNaCl

33根据已求出的电导池常数和相应的电阻,求得 KHClKNaClKcell19.97m?1???0.0427S?m?1 R468Ω19.97m?1??0.0126S?m?1 1580ΩKHNO??0.0427?0.0121?0.0126?S?m?1?0.0422S?m?1

3RHNO3Kcell19.97m?1???473.2Ω KHNO30.0422S?m?1KHNO3c0.0422S?m?1??0.0422S?m2?mol?1 3?30.001?10mol?m?m,HNO3?15. 298K时,测得SrSO4饱和水溶液的电导率K溶液?1.496?10?4S?m?1,该温度时水的电导率为KHO?1.482?10?2S?m?1.试计算在该条件下SrSO4在水中的饱和溶液的浓度。

2解:由于SrSO4是难溶盐,饱和溶液的浓度很小,它的摩尔电导率接近于无限稀释的摩尔电导率,可以从查阅离子的无限稀释摩尔电导率来求算。由于离子浓度很小,水解离得离子对电导率的贡献就不能忽略,SrSO4的电导率应等于饱和溶液的电导率减去水的电导率。

?? ??m,SrSO4??m,Sr2???m,SO2?

4 ?2???1m,Sr?2?2????12?m,SO42?? ? ?2??5.946?7.98??10?3S?m2?mol?1 ?2.785?10?2S?m2?mol?1 KSrSO4?K溶液?KHO

2 ??1.482?10?2?1.496?10?4?S?m?1

?1.467?10?2S?m?1 c??SrSO?4SrSO4?m,SrSO4

1.467?10?2S?m?1?3 ? ?0.5268mol?m2.785?10?2S?m2?mol?1 ?5.268?10?4mol?dm?3

16. 298K 时,所用纯水的电导率为 KHO?1.60?10?4S?m?1。试计算该温度下PbSO4(s)

2饱和溶液的电导率。已知PbSO4(s)的溶度积为Ksp?1.60?10?8,

??1?7.0?10?3S?m2?mol-1,??1m,2m,Pb22+2?SO4?7.98?10?3S?m2?mol-1.

解:PbSO4(s)的溶解度很小,PbSO4的饱和溶液的电导率应该等于溶解了的PbSO4的电导率和水的电导率之和,因为这时水的电导率不能忽略。根据离子的无限稀释摩尔电导率求得PbSO4的无限稀释摩尔电导率,根据溶度积求PbSO4的饱和浓度,设平均活度因子近似为1.

?????m,?2???m,1SO2???m,1Pb2?PbSO44?22?? ? ?2??7.0?.79??8?3?1 1S0?m2?mol26?10m2?mo?l 1 ?2.99?Kc?c??c??a??a??????????????

cc?c??c?2?c?c?22c??c??c?cKc ?1.0mo?dm3?1.60?10?8 ?1.265?10?4mol?dm?3 KPbSO4???m,PbSO4?cPbSO4

2??10Sm?2mol?-1 ?2.996?.01mol265m-3?

?3.790?10?3S?m?1

K饱和溶液?KPbSO?KHO

42 ??3.790?0.160??10?3S?m?1

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