电导法测定乙酸电离平衡常数

1、.电导法测定乙酸电离平衡常数一目的要求(1) 掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系；(2) 掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。二实验原理1电离平衡常数K c 的测定原理在弱电解质溶液中， 只有已经电离的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弱电解质已全部电离， 此时溶液的摩尔电导率为m ，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。 而一定浓度下电解质的摩尔电导率m 与无限稀释的溶液的摩尔电导率m 是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系：m（1）m式中为弱电解质的电离度。对 AB 型弱电解质，如

2、乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数K c 与浓度 c 和电离度的关系推导如下：CH3COOHCH3COO + H起始浓度c00平衡浓度c (1 )cc则K Cc2(2)1以式（ 1）代入上式得：K cc2m(3)m (m )m因此，只要知道m 和m 就可以算得该浓度下醋酸的电离常数K c ；将式 （ 2）整理后还可得：m c21m K c（4）m K cm由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率m ，将m c 对1 作图可得一条直线，m由直线斜率可测出在一定浓度范围内K c 的平均值。2摩尔电导率m 的测定原理电导是电阻的倒数，用G表示，单位 S（西门子）。电导率则为电阻

3、率的倒数，用k 表示，单位为 Gm-1 。摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解质的溶液，全部置于相距为1 m的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率。摩尔电导率与电导率之间有如下的关系：k（5）mcmolm-3 。式中 c 为溶液中物质的量浓度，单位为在电导池中，电导的大小与两极之间的距离l 成反比，与电极的面积A 成正比。G kA（6）l.由（ 6）式可得：kl G K cell G（7）A对于固定的电导池，l 和 A 是定值，故比值 l A 为一常数，以 K cell 表示，称为电导池常数，单位为-1A 无法直接m 。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积测量，通常将已知

4、电导率k 的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000mol L-1 KCl 溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由（ 7）式算得电导池常数K cell 。当电导池常数K cell 确定后，就可用该电导池测定某一浓度c 的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出 k ，将 c、 k 值代入（ 5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。在这里，m 的求测是一个重要问题， 对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得， 但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即：mv m, vm ,不同温度下醋酸m 的值见表2.5。2-1)不同

5、温度下醋酸m 的值 (Smmol温度 /K298.2303.2308.2m 1023.9084.1984.489三仪器和试剂（ 8）313.24.779DDBJ-350便携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（ 25mL）；-1-10.0200 mol L KCl 标准溶液， 0.200 mol L HAc标准溶液四实验步骤1调节恒温水槽水浴温度至25（室温偏高，则水浴温度调节到35）。将实验中要测定的溶液恒温。2校准便携式电导率仪的电导池常数按下电导率仪“ on/off ”键打开仪器 按“”或“”键到 con（通常打开即是此模式） 按“模式 / 测量”键到模式状态 按“”或“”

6、键调节模式状态，至左下角出现CONT 按“”或“”键至左下角出现CAL 按“确定”键，按“确定”键，左下角出现CA-M，按“”或“”键调节0.02mol/L的 KCl 溶液的电导率大小至0.276 S/m(35 时为 0.331 S/m ) ，按“确定”键出现标定好的电导池常数， 再按“确定”键输入电导池常数。按“模式 / 测量”键到测量状态。3测量醋酸溶液的电导率标定好电导池常数后，将两电极用蒸馏水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到 0.2 mol/L 25mL醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1 mol/L。此时不要将电极

7、取出。测量后，用标有“0.1 ”字样的移液管吸取25mL溶液弃去，用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05 mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2 mol/L、 0.1 mol/L、0.05 mol/L、 0.025 mol/L、0.0125 mol/L醋酸溶液的电导率。记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。4用蒸馏水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸馏水的锥形瓶中以备下一次实验用。五数据处理(1) 将原始数据及处理结果填入下表：.(2) 根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，求出各相应的摩尔电导率及电离平衡常数 K。mc实验温度

8、：25 浓度 c平均m /1m cK C-1-1-1-1-12m/mol L1/S m/S m3/S m /S mS mm2ol -10.17790.0740.0740.0740.070.000417.45935E-05 2384.2.030956746939273E-050.08890.0520.0520.0520.050.000585.24716E-05 1695.2.02675455247992026E-050.04470.0370.0370.0370.030.000833.72678E-05 1200.2.03225233727287685E-050.02220.0260.0260.0

9、260.020.001182.64004E-05 842.32.02923754446472181E-050.01110.0190.0190.0190.010.001711.90698E-05583.02.0315187506070890751564E-05实验测定电离平衡常数 K C 平均值 =2.03E-05(3). 用m c 对1作图或进行线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数K Cm3.1 10 8 ，又因为斜率表示为22由图知，直线斜率为m K c 所以可得：m K c =3.1 10 8，得 KC=2.0310 5。六注意事项 :1. 计算m 和 K C 时，需注意浓度c 单位的区别，详见原理部分。2. 温度对溶液的电导影响较大，因此测量时应保持恒温。.七思考题 :1电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？答：不能。 测定电导