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1、实验九电导法测定弱电解质的解离平衡常数精品文档11页实验十一 电导率的测定及应用一 实验目的1. 测定KCl水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率；2. 用电导法测定醋酸在水溶液中的解离平衡常数；3. 掌握DDS一11A型电导率仪的测量原理和使用方法；二 实验原理1. 电解质溶液的导电能力通常用电导G来表示，它的单位是西门子(Siemens)，用符号S (西)表示。若将某.电解质溶液放入两平行电极之间，设电极间距为l，电极面积为A，则电导可表示为：G = (11一1)(11一1)式中，为该电解质溶液的电导率，单位为Sm-1，它的数值与温度、溶液组成及电解质种类有关；l/A称为电导池常数；它

2、的单位为m-1。 在讨论电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率m这个物理量，它与电导率、溶液浓度c之间的关系如下：m=/c (11一2)摩尔电导率的单位为Sm2mol-1. 2. m总是随溶液浓度的降低而增大。对强电解质稀溶液而言，其变化规律用科尔劳施(Kohlrausch)经验公式表示： (11一3)(11一3)式中，m为无限稀释摩尔电导率。对特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下，A是一个常数。所以将m对作图得到的直线外推，可求得该强电解质溶液无限稀释摩尔电导率 m。 3. 对弱电解质，其m无法利用(11一3)式通过实验直接测定，而是根据离子独立运动定律，应用强电解质无限稀释摩尔电导率计算出

3、弱电解质无限稀释摩尔电导率，也可以从正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和求得： (11一4)(11一4)式中, ,分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。不同温度下醋酸溶液m见表11一1。表11一1不同温度下醋酸溶液的mt/t/203.165263.960213.669274.009223.738284.079233.784294.125243.841304.182253.903在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低,离子间的相互作用可以忽略，可以认为它在浓度为c时的解离度等于它的摩尔电导率m与其无限稀释摩尔电导率之比,即:=m / (11一5)对1一1型弱电解质,例如醋酸,当它在溶液中达到

4、解离平衡时,有:HAcH+ +Ac该反应的标准解离平衡常数K与浓度为c时解离度之间有如下关系: (11一6)(11一6)式中c为溶质B的标准浓度, c=1.00moldm-3，合并(11一5)和(11一6)两式，即得: (11一7)(11一7)式可改写为:=+ (11一8)(11一8)式为奥斯瓦尔德(Ostwald)稀释定律。根据(11一8)式，以1/m对cm作图可得一直线，其斜率为1/cK(m)2 。根据前面所给醋酸的无限稀释摩尔电导率m数据，即可求得K。三 仪器与药品 DDS一11A型电导率仪1台;铂黑电导电极1支;恒温槽装置1套;25cm3移液管3支; 50cm3移液管1支;三角烧瓶3只

5、. KCl溶液(c = 0.0100moldm-3)；醋酸溶液(c=0.100moldm-3)；电导水。四 实验步骤1. 准备 调节恒温槽温度至指定温度25(或30)0.1。将电导率仪的“校正、测量”开关扳到“校正”位置，打开电源开关预热数分钟。电导率仪的原理和使用方法见附录。 用移液管准确量取0.0100moldm-3 KCl溶液25.00cm3，放入三角烧瓶中，在另一个三角烧瓶中放入供电导法测定用的电导水。将它们放置在恒温槽内恒温510min。2. 电导池常数的测定(1) 将电导电极用0.0100moldm-3 KCl溶液淋洗3次，用滤纸吸干(注意滤纸不能擦及铂黑)后，置入己恒温的KCl溶

6、液中。把电导率仪的频率开关扳到“高周”挡。 (2) 将电导率仪的量程开关扳到“103”挡，调整电表指针至满刻度后，将“校正、测量”开关扳到“测量”位置，测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导。读取数据3次，取平均值。根据(11一1)式，求出电导池常数l/A(0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率（见附表）。将电导池常数调节器旋在己，求得的电导池常数的位置.重新调整电表指针至满刻度。 测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率。此时仪表示值应与该实验温度下0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率的文献值一致。如不一致，重复步骤(2)的操作。在调整好以后，就不能再旋

7、动电导池常数调节器。3. KCl溶液的电导率测定 (1) 如上所述, 测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率，并记录数据； (2) 取一支洁净的25cm3移液管, 准确量取25.00cm3己恒温的电导水，加入原先的KCl溶液，使KCl溶液的浓度稀释至0.0050 moldm-3，恒温2min，测定其电导率，读取数据3次，取平均值。在此后的测量中，随着待测溶液电导率的变化，要调整电导率仪的量程开关及其对应的频率(高、低周)开关，以达到使电表指针在表头上偏转最大的目的，从而能精确地进行测量； (3) 依次分别加入50.0、100、200 cm3己恒温的电导水, 恒温2min后, 测量各

8、种不同浓度的KCl溶液的电导率。4. 醋酸溶液的电导率测定 (1) 将电导电极分别用电导水及0.100moldm-3HAc，溶液各淋洗3次,用滤纸吸干； (2) 用移液管准确量取0.100moldm-3HAc溶液25.00cm3，放入三角烧瓶中，将其放置在恒温槽内恒温5min, 测定其电导率； (3) 依次分别加入25.0,50.0,25.0 cm3电导水, 恒温2min后, 测量各种不同浓度的HAc溶液的电导率。 5. 电导水的电导率测定 将电导电极用电导水淋洗3次, 放入已恒温的电导水中。把电导率仪的频率开关扳到“低周”挡, 量程开关扳到“1”挡。恒温2min后, 测量电导水的电导率。整个

9、实验结束后，将电导电极用电导水洗净，养护在电导水，关闭各仪器开关。五 注意事项 1. 普通蒸馏水常溶有CO2和氨等杂质，所以存在一定电导。因比做电导实验时，需要纯度较高的水，称为电导水。2. 温度对电导有较大的影响，所以整个实验必须在同一温度下进行。每次稀释溶液用的电导水必须温度相同，可以预先把电导水装入三角烧瓶, 置于恒温槽内恒温。 3. 铂电极镀铂黑是为减小极化现象和增加电极表面积，使测定电导时有较高的灵敏度。铂黑电极在不使用时，应保存在电导水中，不可使之干燥。六 数据记录与处理1. 数据记录室温:_；大气压力:_；恒温槽温度:_。(1) 测定KCl溶液的电导率： 0.0100moldm-

10、3 KCl溶液的电导率G/S:_；电导池常数l/A:_。记录表格C (molm-3)(Sm-1)(Sm-1)(Sm-1)(Sm-1)第1次第2次第3次平均值10.0一一5.002.501.250.625 (2) 测定HAc溶液的电导率 电导水的电导率(H2O)/(Sm-1):_。 记录表格：C (molm-3)(Sm-1)(Sm-1)(Sm-1)(Sm-1)第1次第2次第3次平均值0.1000.05000.02500.02002. 数据处理(1) 将KCl溶液各组数据填入下表内：C/(molm-3)10.05.02.51.250.625m/(Sm2mol-1)/(mol1/2m-3/2)以KC

11、l溶液的m对作图，由直线的截距求出KCl的m。(2) HAc溶液的各组数据填入下表内：cmK1051/mcm0.1000.05000.02500.0200表中为所测HAc溶液的电导率，为扣去同温下电导水的电导率(H2O)后的数值，即: =-(H2O)求出HAc溶液标准解离平衡常数的平均值。以HAc溶液的1/m对cm作图，由直线的斜率求算K0，并与进行比较。（3） 将KCl溶液和HAc溶液的电导率数据输入计算机，分别求出KCl分别求出溶液的和HAc溶液的K。七 思考题1. 为什么要测定电导池常数？电导池常数是否可用尺子来测量？2. 如果配制醋酸溶液的水不纯，将对结果产生什么影响？附录 DDS一1

12、1A型电导率仪的原理和使用方法图11一1 DDS一11A型电导率仪的面板图1-电源开关;2指示灯；3高周、低周开关； 4校正、测量开关；5量程选择开关。6电容补偿调节器;7电极插口;810mV输出插口;9校正调节器;10电极常数调节器;11表头 DDS一11A型电导率仪是测定液体电导率的基本仪器.它是直读式的，测量范围广，操作简便，还可以自动记录电导值的变化状况。下面简单介绍DDS一11A型电导率仪，仪器外貌见图11一1。一 测量原理在图11一1中，稳压电源输出稳定的直流电压，供给振荡器和放大器，使它们工作在稳定状态. 振荡器输出电压不随电导池电阻变化而改变，从而为电阻分压回路提供一稳定的标准

13、电势E. 电阻分压回路由电导池Rx和测量电阻箱Rm串联组成，E加在该回路AB两端，产生测量电流Ix 。根椐欧姆定律：图11一2 DDS一11A型电导率仪原理图Ix =所以：Em=式中G为电导池溶液电导。 上式中E不变，Rm经设定后也不变，所以电导G只是Em的函数。Em经放大检波后，在显示仪表(直流电表)上，用换算成电导值或电导率值显示出来。一 使用方法 1. 未开电源开关前，观察表针是否指零.如不指零，可调整表头上的螺丝，使其指零。 2. 插接电源线，打开电源开关，预热数分钟。 3. 将校正测量开关4板在“校正”位置，调节校正调节器9使表满刻度指示.。 4. 当待测液体的电导率低于300Scm

14、-1(310-2Sm-1)时，开关3扳到“低周”；当待测液体的电导率为300105Scm-1(310-210Sm-1)时，将开关3扳到“高周”。 5 将量程选择开关5扳到所需要的测量范围。如预先不知被测液体电导率的大小，应先扳在最大电导率测量挡，然后遂挡下降，以防表针打弯。 6 电极的使用 用电极杆上的电极夹夹紧电极的胶木帽，将电极插头插入电极插口7内，旋紧插口上的紧固螺丝，再将电极浸入待测液体中。把电极常数调节器10旋在该电极的电极常数位置处.。电极常数的数值己贴在胶木帽上。 7 进行校正.将校正测量开关4板到“校正”，调节校正调节器9，使电表指针满刻度。注意：为了提高测量精度，当使用103

15、Scm-1和104Scm-1这两档时，校正必须在电导池接妥(电极插头插入插孔，电极浸入待测液中)的情况下进行。 8 进行测量 将开关4扳到“测量”，这时指针指示数乘以量程选择开关5的倍率，即为待测液体的实际电导率。 9 若要了解在测量过程中电导率随时间的变化情况，将自动平衡记录仪与10mV输出插口8相接即可。一 注意事项1溶液的电导测量常使用电导池，在使用过程中，必须保证电极完全浸入电导池溶液中.2电导与待测溶液的组成有关.在某些实验中电导测定有组成的适用范围. 3电导还与温度有关，所以在测量时，应保持待测系统温度的恒定.希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价。2、目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一，也是成功的利器之一。没有它，天才会在矛盾无定的迷径中徒劳无功。3、当你无法从一楼蹦到三楼时，不要忘记走楼梯。要记住伟大的成功往往不是一蹴而就的，必须学会分解你的目标，逐步实施。