物化实验报告5电导的测定及其应用.doc

一、实验目的
1、测量KCl水溶液的电导率,求它的无限稀释摩尔电导率;
2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数;
3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。
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,单位为西门子用符号S表示,若将某电解质溶液放入两平行电极之间,设电极间距离为1,电极面积为A,则电导可表示为:
G=к*A/l (1)
其中к为电导率,其物理意义:在两平行而相距1m,面积均为1m2的两电极间,电解质溶液的电导率,其单位以SI制表示为s*m-1,(l/A)为电导池常数,以Kcell表示,单位为m-1。
通常由于电极的l和A不易精确测量,因此在实验中用一种已知电导率的溶液先求出电导池的常数K cell,然后再把欲测的的溶液放入该电导池中测出其电导值,在根据上式求出其电导率。
在讨论电解质溶液的导电能力时常用摩尔电导率Lm表示。溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导,单位为S*m2mol-1 。
摩尔电导率与电导率的关系:
Lm=к/c (2)
其中c为溶液浓度,单位为mol*m-3。
2、在很稀的溶液中,强电介质的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线函数。用公式表示为:
Lm=Lm∞﹣A *c-1/2 (3)
3、对于弱电解质溶液而言,其Lm无法利用上式通过实验来直接测定,但在其无限稀释的溶
液中,弱电解质的a=1,,每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献,是独立移动的
不受其他离子的干扰,对电解质Mv+A v-来说:
Lm∞= v + Lmv+0 + Lmv-0 (4)
其中Lmv+0和Lmv-0分别代表正、负离子的无限稀释摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。
在弱电解质的稀溶液中,离子的浓度很低,离子间的相互作用可以忽略,可以认为她在浓度为c时的解离度a等于它的摩尔电导率Lm与其无限稀释摩尔电导率之比:
a=Lm/Lm∞(5)
对于 HAc,在溶液电离达到平衡时,电离平衡常数Kc与原始浓度 c 和电离度a的关系:
HAc ==== H+ + Ac-
t=0 c 0 0
t=t平衡 c(1-a) ca ca
K0=ca2/c0(1-a) (6)
在一定温度下K0为常数,因此可以通过测定HAc在不同的浓度时的a代入(6)式求出Kc。
HAc的Lm∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λm∞的代数和求得,
Λm∞(HCl)= Λm∞(H+)+Λm∞(Ac-)=Λm∞(HCl)+ Λm∞(NaCl)- Λm∞(NaCl)
将(4)代入(1)式可得:
K0=cΛm∞/c0Λm∞(Λm∞- Lm)
或 cLm=(Λm∞)2 K0c0 (1/Lm)- Λm∞K0C0
三、仪器与药品
仪器:梅特勒326电导率仪1台;电导电极1只;量杯(50ml)2只;移液管(25ml)3只;洗瓶1只;洗耳球1只。
药品:-3KCl溶液; mol/m-3HAc溶液;电导水。
四、实验步骤
1、打开电导率仪开关,预热5min。
2、KCl溶液电导率测定:
⑴(mol·m-3) ml于洁净、干燥的量杯中,测定其电导率3次,取平均值。
⑵准确移取