
【机】 electrolytic conductance
electroanalysis; electrolysis
【化】 electrolysis
【医】 electrolysis; electrolyze; galvanolysis
conductance
【化】 conductance; electric conductance
【医】 conductance
电解电导(Electrolytic Conductance)是指电解质溶液在电场作用下传导电流的能力,其本质是溶液中阴阳离子的定向迁移。该概念在电化学和工业电解过程中具有核心地位,其定量表征通常通过电导率(conductivity)或摩尔电导率(molar conductivity)实现。
物理本质
电解质溶液中的电流传导依赖离子的定向移动,而非金属导体中的自由电子。当施加外电场时,阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移,共同形成电流通路。其电导值(G)与溶液电阻(R)互为倒数关系:
$$
G = frac{1}{R}
$$
电导率(κ)则定义为截面积1 m²、间距1 m的溶液立方体的电导值,单位为S/m(西门子/米)。
影响因素
摩尔电导率(Λₘ)
指含1摩尔电解质的溶液置于相距1 m的两平行电极间的电导值,计算式为:
$$
Lambda_m = frac{kappa}{c}
$$
其中c为摩尔浓度(mol/m³)。该参数消除了浓度影响,用于比较不同电解质的本征导电能力。
极限摩尔电导率(Λₘ⁰)
溶液无限稀释时(c→0),离子间作用力趋近于零,Λₘ达到最大值Λₘ⁰。此值可通过科尔劳施(Kohlrausch)定律计算:
$$
Lambda_m = Lambda_m^0 - Ksqrt{c}
$$
K为与电解质类型相关的常数。
工业电解
在氯碱工业中,高电导率电解液(如NaCl溶液)可降低能耗,提升电解效率。
来源:国际电化学学会(ISE)技术报告
电池技术
锂离子电池电解液的电导率直接影响内阻和充放电速率,常用有机碳酸酯溶剂与锂盐混合物优化导电性。
来源:美国化学会(ACS)《化学评论》
环境监测
水体电导率作为总溶解固体(TDS)的替代指标,用于评估水质纯净度及污染程度。
来源:世界卫生组织(WHO)《饮用水水质准则》
中文术语 | 英文术语 |
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电导 | Conductance |
电导率 | Conductivity |
摩尔电导率 | Molar conductivity |
离子迁移数 | Ionic transport number |
德拜-休克尔理论 | Debye-Hückel theory |
注:术语定义参考IUPAC《电化学术语纲要》及《牛津电化学词典》
电解电导是涉及电解过程与导电能力的综合概念,需从“电解”和“电导”两个角度分别理解,再分析其关联性:
电解指在电流作用下,电解质溶液或熔融态物质发生分解的化学反应过程。例如:
电导(符号G)是描述导体导电能力的物理量,定义为电阻的倒数: $$G = frac{1}{R}$$ 单位为西门子(S),与溶液中离子种类、浓度及迁移率相关。
工业生产中需选择高电导的电解质以降低能耗,同时需监控电解过程中电导变化,优化反应条件。
电解电导指电解过程中导电介质的导电特性及其变化规律,是电解反应设计与控制的关键参数。
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