电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理

电导法测定醋酸电离常数一、 实验目的1.了解溶液电导、电导率和摩尔电导率的概念；2.测量电解质溶液的摩尔电导率，并计算弱电解质溶液的电离常数。二、 实验原理电解质溶液是靠正、负离子的迁移来传递电流。而弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为m，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。一定浓度下的摩尔电导率m与无限稀释的溶液中摩尔电导率m是有差别的。这由两个因素造成，一是电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。所以，m通常称为表观摩尔电导率。m/m=(U+ U-)/(U+ U-)若U+= U-，U+=U-则m/m=式中为电离度。AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Ka，起始浓度C0，电离度有以下关系： AB A+ + B-起始浓度mol/L： C0 0 0 平衡浓度mol/L： C0(1-) C0 C0Kc=c(A+)/cc(B-)/c/c(AB)/c=C02/(1-)=C0m2/cm(m-m)根据离子独立定律，m可以从离子的无限稀释的摩尔电导率计算出来。m可以从电导率的测定求得，然后求出Ka。mC0/c =m2Kc/m-mKc通过mC0/c 1/m作图，由直线斜率=m2Kc，可求出Kc。三、仪器与试剂DDS-11A(T)型电导率仪1台；恒温槽1套；0.1000mol/L醋酸溶液。四、实验步骤1.调整恒温槽温度为250.3。2.用洗净、烘干的义形管1支，加入20.00mL的0.1000mol/L醋酸溶液，测其电导率。3.用吸取醋酸的移液管从电导池中吸出10.00mL醋酸溶液弃去，用另一支移液管取10.00mL电导水注入电导池，混合均匀，温度恒定后，测其电导率，如此操作，共稀释4次。4.倒去醋酸溶液，洗净电导池，最后用电导水淋洗。注入20mL电导水，测其电导率。五、实验注意事项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。六、数据记录及处理第一次实验：实验温度:25.2，电导池常数K(l/A):0.94 m-1，m=390.72 s.cm2/mol-1表1 醋酸电离常数的测定c(HAC)mol.L-1电导率/us.cm-1m s.m2.mol-1电离度Kc123平1.00010-15.201025.201025.201025.201025.1710-40.01421.7810-55.00010-23.751023.761023.741023.751027.4410-40.01991.8510-52.50010-22.621022.661022.681022.651021.0510-30.02751.8510-51.25010-31.861021.871021.881021.871021.4710-20.03971.8510-56.25010-41.301021.291021.281021.291022.0210-20.05451.7610-5电导水2.902.892.912.90Kc（平均值）=1.8210-5计算：m/s.m2.mol-1=(HAC -电导水)us.cm-110-4/c(HAC)mol.L-1103=(HAC -电导水) 10-7/c(HAC)m(1)=(0.520103-2.90)/(1.00010-1)10-7=5.1710-4s.m2.mol-1m(2)=(0.375103-2.90)/(5.00010-2)10-7=7.4410-4s.m2.mol-1m(3)=(0.265103-2.90)/(2.50010-2)10-7=1.0510-3s.m2.mol-1m(4)=(0.187103-2.90)/(1.25010-3)10-7=1.4710-2s.m2.mol-1m(5)=(0.129103-2.90)/(6.25010-4)10-7=2.0210-2s.m2.mol-1m(HAC)=m(H+)+m(AC-)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1=390.72 s.cm2/mol=3.907210-2s.m2.mol-1=m/m(1)= 5.1710-4/ 3.907210-2=0.0142(2)= 7.4410-4 / 3.907210-2=0.0199(3)= 1.0510-3 / 3.907210-2=0.0275(4)= 1.4710-2 / 3.907210-2=0.0397(5)= 2.0210-2/ 3.907210-2=0.0545Kc=C0m2/m(m-m)Kc(1)=1.00010-1(5.1710-4)2/390.72(390.72-5.17)10-8=1.7810-5Kc(2)=5.00010-2(7.4410-4)2/390.72(390.72-7.44)10-8=1.8510-5Kc(3)=2.50010-2(1.0510-3)2/390.72(390.72-1.05)10-8=1.8510-5Kc(4)=1.25010-3(1.4710-3)2/390.72(390.72-1.47)10-8=1.8510-5Kc(5)=6.25010-3(2.0210-3)2/390.72(390.72-2.02)10-8=1.7610-5Kc(平均值)= 1.8210-5表2 醋酸电离常数的测定c(HAC)mol.L-1ms.m2.mol-1C0/cm s.m2.mol-11/m mol.s-1.m-21.00010-15.1710-45.17110-51.931035.00010-27.4410-43.72110-51.341032.50010-21.0510-32.62410-59.521021.25010-31.4710-31.84110-56.81026.25010-32.0210-31.26110-54.95102直线斜率=2.72110-8 s2.m4.mol-2 Kc=1.7810-5直线斜率=m2Kc =2.72110-8，Kc=2.72110-8/(390.7210-4)2=1.7810-5第二次实验：实验温度:24.9，电导池常数K(l/A):0.94 m-1，m=390.72 s.cm2/mol-1表1 醋酸电离常数的测定c(HAC)mol.L-1电导率/us.cm-1m s.m2.mol-1电离度Kc123平1.00010-15.221025.221025.221025.221025.1910-40.01331.7910-55.00010-23.721023.731023.721023.721027.3810-40.01891.8210-52.50010-22.651022.661022.681022.661021.0510-30.02691.8610-51.25010-31.861021.841021.851021.851021.4610-20.03721.8010-56.25010-41.321021.311021.301021.311022.0510-20.05241.8110-5电导水3.103.093.113.10Kc（平均值）=1.8210-5计算：m/s.m2.mol-1=(HAC -电导水)us.cm-110-4/c(HAC)mol.L-1103=(HAC -电导水) 10-7/c(HAC)m(1)=(0.522103-3.10)/(1.00010-1)10-7=5.1710-4s.m2.mol-1m(2)=(0.372103-3.10)/(5.00010-2)10-7=7.4410-4s.m2.mol-1m(3)=(0.266103-3.10)/(2.50010-2)10-7=1.0510-3s.m2.mol-1m(4)=(0.185103-3.10)/(1.25010-3)10-7=1.4610-2s.m2.mol-1m(5)=(0.131103-3.10)/(6.25010-4)10-7=2.0510-2s.m2.mol-1m(HAC)=m(H+)+m(AC-)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1=390.72 s.cm2/mol=3.907210-2s.m2.mol-1=m/m(1)= 5.1910-4/ 3.907210-2=0.0133(2)= 7.3810-4 / 3.907210-2=0.0189(3)= 1.0510-3 / 3.907210-2=0.0269(4)= 1.4610-2 / 3.907210-2=0.0372(5)= 2.0510-2/ 3.907210-2=0.0524Kc=C0m2/m(m-m)Kc(1)=1.00010-1(5.1910-4)2/390.72(390.72-5.17)10-8=1.7910-5Kc(2)=5.00010-2(7.3810-4)2/390.72(390.72-7.44)10-8=1.8210-5Kc(3)=2.50010-2(1.0510-3)2/390.72(390.72-1.05)10-8=1.8610-5Kc(4)=1.25010-3(1.4610-3)2/390.72(390.72-1.47)10-8=1.8010-5Kc(5)=6.25010-3(2.0510-3)2/390.72(390.72-2.02)10-8=1.8110-5Kc(平均值)= 1.8210-5表2 醋酸电离常数的测定实验温度:24.9，电导池常数K(l/A):0.94 m-1，m=390.72 s.cm2/mol-1c(HAC)mol.L-1ms.m2.mol-1C0/cm s.m2.mol-11/m mol.s-1.m-21.00010-15.1910-45.18910-51.9271035.00010-27.3