14 电导与弱电解质电离平衡常数的测定.doc

实验十四电导与弱电解质电离平衡常数的测定
1 目的要求
(1)了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。
(2)掌握用电桥法测量溶液电导的原理和方法。
(3)测定溶液的电导,了解浓度对弱电解质电导的影响,测定弱电解质的电离平衡常数。
2 基本原理
(1)〓电导、电导率与电导池常数:(导体可分为两类:一类是金属导体,它的导电性是自由电子定向运动的结果;另一类则是电(解质导体,如酸、碱、盐等电解质溶液,其导电性则是离子定向运动的结果。对于金属导体.,其导电能力的大小通常以电阻R(resistance)表示, 而对于电解质溶液的导电能力则2常以电导G(electric conductance)表示。溶液本身的电阻R和电导G的关系为:)〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=〖SX(〗1〖〗R〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ111)由欧姆定律(Ohm′s law)〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓U=IR〖JY〗(Ⅱ11 2)则有)〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=〖SX(〗I〖〗U〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ113)) 式中,I为通过导体的电流,U为外加电压。电阻的单位为欧姆,用俦硎尽5绲嫉牡ノ
为西/门子(Siemens),用S或
-1表示。导体的电阻R与其长度l成正比,而与其截面积A成反比。*〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓R=瘛糞X(〗l〖〗A〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ11 4)*式中,袷潜壤J硎驹诠实ノ恢篇
(SI)中长1m,截面积为1m2导体所具有2的电阻,称为电阻率(resistivity),单位是俜m。由式(Ⅱ104)取倒数,并令
=〖SX(〗1〖〗瘛糞X)〗可得*〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=辍糞X(〗A〖〗l〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ115)7瓿莆绲悸
(eletrolytic conductivity),也是比例常数,表示长1m,截面积为1m2导体*的电导。对溶液来说,它表示电极面积为1m2,两极距离为1m时溶液的电导。单位为
-1穖-1或S·m-1。(对于某一电导池,用来测定的电极往往是成品电极,两极之间的距离l和电流通过电解质时-镀有铂黑的电极面积A是固定的,即l/A是固定的,称l/A为电导池常数,以Kcell表示,单位是m -1。则式(Ⅱ115)可表示为$〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓
=Kcell稧〖J Y〗(Ⅱ116))虽然l和A是固定的,但很难直接准确测量。因此,通常是把已知电导率的溶液(常用一定浓-度的KCl溶液)注入电导池,用平衡电桥法测其电导G,则可求出电导池常数。Kcell已知后,用相同的方法和同一电导池来测未知溶液的电导。(2)〓电导的测定:电导的测定在实验〖ZH(〗中实际上是测定电阻。随着实验技术的不断发展, 目前已有不少测定电导(和电导率的成品仪器,这些仪器可把测出的电阻值换算成电导值在仪器上反映出来。如果是(用配套固定的电极,可直接反映出电导率值。但其测量原理都是一样的,和物理学上测电阻用的韦斯顿(Wheatstone)电桥类似。(测量导体的电导是以补偿法为基础的,即将一未知电阻与一已知电阻相比较的方法,求得导1体对电流的电阻值。其原理〖ZH)〗如图(Ⅱ111)所示。〖JY,4〗〖HT