实验十 弱电解质电离常数的测定(电导法).doc

物理化学实验讲义 弱电解质电离常数的测定（电导法）实验十 弱电解质电离常数的测定(电导法)、目的要求1了解溶液电导的基本概念。2学会电导(率)仪的使用方法。3掌握溶液电导的测定及应用。、基本原理AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度c和电离度有以下关系： （1）在一定温度下Kc是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的 ，代入(1)式求出Kc 。醋酸溶液的电离度可用电导法测定。将电解质溶液放入电导池内，溶液电导（G）的大小与两电极之间的距离（l）成反比，与电极的面积（A）成正比： （2）式中：l/A电导池常数，以Kcell表示； k电导率，S/m由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液(KCl)先求出电导池常数，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据（3）式求出其电导率。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，以m表示，单位为 Sm2mol-1。摩尔电导率与电导率的关系： （3）式中：c该溶液的浓度，mol/L对于弱电解质溶液，认为： （4）式中： m溶液在无限稀释时的摩尔电导率，Sm2mol-1对于强电解质溶液（如KCl，NaAc），其m和c的关系为对于弱电解质（如HAc等），m和c则不是线性关系，故其不能像强电解质溶液那样，从mc的图外推至c=0处求得m。但在无限稀释的溶液中，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，不受其他离子的影响，对电解质M+ A -来说，即弱电解质HAc的m可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的m的代数和求得把式（4）代入式（1）可得： （5）或 （6）以cm对1/ m作图，其直线的斜率为(m)2Kc，如知道m值，就可算出Kc。、仪器 试剂电导仪（或电导率仪）、恒温槽、电导池、电导电极、容量瓶（100ml）5只、移液管（25ml、50ml各1个）、洗瓶、洗耳球0.0100mol/LKCl溶液、0.1000mol/LHAc溶液、实验步骤1用50ml容量瓶将原始醋酸溶液（0.1000mol/L）进行2倍、4倍、8倍稀释，得到4种不同浓度的醋酸溶液。2将恒温槽温度调至25或30。3测定电导池常数Kcell=l/A将电导池和铂电极用少量的0.0100mol/LKCl溶液洗涤23次后，装入0.0100mol/LKCl溶液，恒温后，用电导仪测其电导，重复测定3次。4测定电导水的电导（率）倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净电导池和铂电极，然后注入电导水，恒温后测其电导（率）值，重复测定3次。5测定HAc溶液的电导（率）倾去电导池中电导水，将电导池和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤23次，最后注入待测HAc溶液。恒温后测其电导（率）值，每种浓度重复测定3次。按照浓度由小到大的顺序，测定各种不同浓度溶液的电导（率）。实验完毕后仍将电极浸在蒸馏水中。、数据记录与处理1电导池常数Kcell=l/A25或30时，0.0100mol/ dm-3 KCl溶液电导率（查手册） 表1 0.0100mol/ dm-3 KCl溶液的k值记录（25）c/moldm-3k/(Sm-1)第1次第2次第3次平均值0.0100电导池常数Kcell=l/A= /m-12醋酸溶液的电离常数表2 电导水的电导率k的测定记录电导水第1次第2次第3次平均值 k/(Sm-1)表3 不同浓度醋酸溶液的k值记录c/moldm-3k/(Sm-1)第1次第2次第3次平均值0.01250.02500.05000.1003作图求结果以cm对1/ m作图，其直线的斜率为(m)2Kc，如知道m值，就可算出Kc。表4 醋酸溶液的各组数据入表c/moldm-3k/(Sm-1)k/(Sm-1)m/ Sm2mol-1Kx1031/mcm0.01250.02500.05000.100、思考题1本实验为何要测水的电导率？2实验中为何用铂黑电极？使用时注意事项有哪些？、注意事项1本实验配制溶液时，均需用电导水。2温度对电导有较大影响，所以整个实验必须在同一温度下进行。每次用电导水稀释溶液时，需温度相同。因此可以预先把电导水装入锥形瓶，置于恒温槽中恒温。3使用电导仪时需注意：电极的引线不能潮湿，否则测不准。高纯水被盛入容器后要迅速测量，否则空气中CO2溶入水中，引起电导率的很快增加。盛待测溶液的容器需排除离子的玷污。每测一份样品后，用蒸馏水冲洗，用吸水纸吸时，切忌擦及铂黑，以免铂黑脱落，引起电极常数的改变。可将待测液淋洗三次后再进行测定。、讨论1温度升高1电导平均增加1.9%，即 2普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质，故存在一定电导。实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。因此做电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。其制备方法通常是往蒸馏水中加入少许高锰酸钾，用石英或硬质玻璃蒸馏器再蒸馏一次。3铂电极镀铂黑的目的在于减少极化现象，且增国电极表面积，使测定电导时有较高灵敏度。铂黑电极表面不可擦碰。不用时，应保存在蒸馏水中，不可使之干燥。、参考教材1物理化学实验王爱荣主编 化学工业出版社 2008 P61-642物理化学实验（第二版）高职高专化学教材编写组编 高等教育出版社2002 P88-923物理化学实验南京大学化学化工学院 邱金恒 孙尔康 吴强编 高等教育出版社2010 P98-100附电导率仪使用方法：本实验可采用DDS-11A型电导率仪其板面结构如图所示。其使用方法如下：未开电源前，观察表头指针是否指在零，如不指零，则应调整表头上的调零螺丝，使表针指零。将校正、测量开关拨在“校正”位置。将电源插头先插妥在仪器插座上，再接通电源。打开电源开关，并预热几分钟，待指针完全稳定下来为止。调节校正调节器，使电表满度指示。根据液体电导率的大小选用低周或高周，将开关指向所选择频率。 量程电导率（s/cm）测量频率配套电极12345678910111200.100.3010301003001020310201030310301040105低周低周低周低周低周低周低周低周高周高周高周高周DJS-1型光亮电极DJS-1型光亮电极DJS-1型光亮电极DJS-1型光亮电极DJS-1型光亮电极DJS-1型铂黑电极DJS-1型铂黑电极DJS-1型铂黑电极DJS-1型铂黑电极DJS-1型铂黑电极DJS-1型铂黑电极DJS-10型铂黑电极将量程选择开关拨到所需要的测量范围。如预先不知道待测液体的电导率范围，应先把开关拨在最大测量档，然后逐档下调。根据液体电导率的大小选用不同电极，使用DJS-1型光亮电极和DJS-1型铂黑电极时，把电极常数调节器调节在与配套电极的常数相对的位置上。例如，配套电极常数为0.95，则电极常数调节器上的白线调节在0.95的位置处。如选用DJS-10型铂黑电极，这时应把调节器调在0.95位置上，再将测得的读数乘以10，即为待测液的电导率。电极使用时，用电极夹夹紧电极的胶木帽，并通过电极夹把电极固定在电极杆上，将电极插头插入电极插口内。旋紧插口上的紧固螺丝，再将电极浸入待测溶液中。将校正、测量开关拨在“校正”，调节校正调节器使指示在满刻度。将校正、测量开关拨向测量，这时指示读数乘以量程开关的倍率，即为待测液的实际电导率。例如，量程开关放在0103s/cm档，电表指示为0.5h，则被测液电导率为0.5103s/cm=500s/cm。用量程开