电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理

1、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 Am,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 Am与无限稀释的溶液中摩尔电导 率A" 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，Am通常称为表A8Am/A m=0 + + U-)/(U+

2、 + U-)COCO观摩尔电导率。A m/ A m= DC若 u+= u-', u+“=uL贝U式中oc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 ,度 /有以下关系：ABA+ + B-起始浓度mol/L :C000平衡浓度 mol/L :Co - (1- o)oCooCoKc?=c(A+)/c?c(B-)/c?/ c(AB)/ c?=Co &(1- o)=CoAm2/C?A、( A“m-A m)根据离子独立定律，A 8 m可以从离子的无限稀释的摩尔电导 率计算出来。A m可以从电导率的测定求得，然后求出Ka?oA mC0/c? = A”

3、m2Kc?/ A m"mKc?通过A mC0/c 1/ A m作图，由直线斜率=A 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 25C ± 0.3 Co2. 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

4、，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:25.2C,电导池常数 K(l/A):0.94 m -1,二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k /us.cm-1A ms.m2.mol-1电离度a?KcK 1K 2K 3K平1.000 X 10-15.20 1025.20 1025.2

5、0 1025.20 1025.17 10-40.01421.78 10-55.000 x 10-23.75 1023.76 1023.74 1023.75 1027.44 10-40.01991.85 10-52.500 X 10-22.62 1022.66 1022.68 1022.65 1021.05 10-30.02751.85 10-51.250 X 10-31.86 1021.87 1021.88 1021.87 1021.47 10-20.03971.85 10-56.250 X 10-41.30 1021.29 1021.28 1021.29 1022.02 10-20.0545

6、1.76 10-5电导水2.902.892.912.90K：（平均值）=1.82刈0-5计算： Am/s.m2.mo1=( n hac - n 电导水)uscm-1 xi0-4/c(HAC)mol .L-1 刈03=(K HAC - k电导水)10-7/c(HAC)Am(1)=(0.520103-2.90)/(1.00010-1)M0-7=5.1710-4s.m2.mol-1Am(2)=(0.375103-2.90)/(5.00010-2)X0-7=7.4410-4s.m2.mol-1Am(3)=(0.265103-2.90)/(2.50010-2)X0-7=1.05X0-3s.m2.mol-

7、1Am(4)=(0.187103-2.90)/(1.25010-3)X0-7=1.47X0-2s.m2.mol-1Am(5)=(0.129103-2.90)/(6.25010-4)X0-7=2.02X0-2s.m2.mol-1A m(HAC)= A m(H +)+ A m(AC -)=349.82s.cm2.mol-1 +40.9s-cm2-mol-1=390.72 s.cm2/mol=3.9072 1W-2sm2.mol-1- co(x= A m/ A mo(1)= 5.17 t0-4/ 3.9072 1区2=0.0142妃)=7.44 t0-4 / 3.9072 10灵=0.0199o(3

8、)= 1.05 t0-3 / 3.9072 10灵=0.0275o(4)= 1.47 t0-2 / 3.9072 102=0.0397o(5)= 2.02 t0-2/ 3.9072 1区2=0.0545Kc =C0 A m2/ A m( A m-A m)Kc?(1)=1.0001。1 X5.1710-4)2/390.72(390.72-5.17)10-8=1.7810-5Kc?(2)=5.0001。2乂7.4410-4)2/390.72(390.72-7.44)10-8=1.8510-5Kc?(3)=2.5001E-2X1.0510-3)2/390.72(390.72-1.05)10-8=1.

9、8510-5Kc?(4)=1.250t0-3 X1.4710-3)2/390.72(390.72-1.47)10为=1.8510-5Kc?(5)=6.2501。3乂2.0210-3)2/390.72(390.72-2.02)10年1.7610-5Kc?(平均值)=1.82 1。5表2醋酸电离常数的测定c(HAC) mol.L-1A msm2.mol-1C0/c? A ms.m2.mol-11/A m mol .s-1 .m-21.000 x 10-15.17 10-45.171 10-51.93 1035.000 X 10-27.44 10-43.721 10-51.34 1032.500 X

10、 10-21.05 10-32.624 10-59.52 1021.250 X 10-31.47 10-31.841 10-56.8 1026.250 X 10-32.02 10-31.261 10-54.95 102直线斜率=2.721 X10-8 s2.m4.mol-2Kc?=1.78 10-50.00005 -0.00004 - 0.00003 -m 0 0.00002 -.0.00001 -400 600 800 1000120014001600180020001/ Am/s.m2.mol-1直线斜率=A 8m2Kc? =2.721 10-8, Kc?=2.721 10'8/(

11、390.72 10-4)2=1.78 M0'5第二次实验：实验温度：24.9 C ,电导池常数 K(l/A):0.94 m 一1, A”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k /us.cm-1A ms.m2.mol-1电离度a?KcE 1K 2K 3K平1.000 x 10-15.22 1025.22 1025.22 1025.22 1025.19 10-40.01331.79 10-55.000 X 10-23.72 1023.73 1023.72 1023.72 1027.38 10-40.01891.82 10-52.5

12、00 X 10-22.65 1022.66 1022.68 1022.66 1021.05 10-30.02691.86 10-51.250 X 10-31.86 1021.84 1021.85 1021.85 1021.46 10-20.03721.80 10-56.250 X 10-41.32 1021.31 1021.30 1021.31 1022.05 10-20.05241.81 10-5电导水3.103.093.113.10Kc?(平均值)=1.82 刈0-5计算：A m/smmol"H e hac - k 电导水)uscm-1 X10-4/c(HAC)mol L-1 刈

13、03=( E HAC - e 电导水)10-7/c(HAC)Am(1)=(0.522 103-3.10)/(1.000 10-1) M0-7=5.17 X0-4s.m2.mol-1Am(2)=(0.372103 -3.10)/(5.00010-2)M0-7=7.4410-4s.m2.mol-1Am(3)=(0.266103 -3.10)/(2.50010-2)M0-7=1.0510-3s.m2.mol-1Am(4)=(0.185103-3.10)/(1.25010一渤M0-7=1.4610-2s.m2.mol-1Am(5)=(0.131103-3.10)/(6.25010-3X0-7=2.05

14、10-2s.m2.mol-1A m(HAC)= A8m(H +)+ A8m(AC-)=349.82s.cm2.mol-1 +40.9s.cm2.mol-1=390.72 s.cm2/mol=3.9072 t0-2sm2.mol-1， °° a= A m/A m湄）=5.19t0-4/ 3.90721区2=0.0133妃）=7.38t0-4 / 3.907210灵=0.0189妃）=1.05t0-3 / 3.907210又=0.0269o(4) =1.46t0-2 / 3.907210又=0.0372o(5) =2.05t0-2/ 3.907210:2=0.0524.,

15、9;,2“ ，8, ,8,、Kc =C0 A m / A m( A m-A m)Kc (1)=1.000t0-1 X5.1910-4)2/390.72(390.72-5.17)10为=1.7910-5Kc (2)=5.0001。2乂7.3810-4)2/390.72(390.72-7.44)10年1.8210-5Kc (3)=2.5001&-2乂1.0510-3)2/390.72(390.72-1.05)10*1.8610-5Kc (4)=1.2501®3 乂1.4610-3)2/390.72(390.72-1.47)10午1.8010-5Kc (5)=6.2501®

16、;3X2.0510-3)2/390.72(390.72-2.02)10*1.8110-5Kc?(平均值)=1.82 1。5表2醋酸电离常数的测定c(HAC) mol.L-1A msm2.mol-1C°/c A m sm2.mol-11/A m mol .s-1.m-21.000 x 10-15.19 10-45.189 10-51.927 1035.000 x 10-27.38 10-43.686 10-51.355 1032.500 X 10-21.05 10-32.629 10-59.509 1021.250 X 10-31.46 10-21.819 10-56.872 1026.250 X 10-32.05 10-21.279 10-54.887 102直线斜率=2.7