实验二：电导率的测定及其应用

1、电导率的测定及其应用、实验目的1. 掌握电导率仪的测量原理和使用方法；2. 测定KCI水溶液的电导率，并求算它的无限稀释摩尔电导率;3. 用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数K。、实验原理1. 电解质溶液的导电能力通常用电导 G表示，其单位是西门子,用符号S表示。如将电解质溶液中放入两平行电极之间， 电极间距离 为丨，电极面积为A，则电导可以表示为：G k-k:电解质溶液的电导率，单位为 S.mT1，I/A :电导池常数，单位 为m-1，电导率的值与温度、浓度、溶液组成及电解质的种类有关。在研究电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率A m来表示,其单位为S.m2.mol-1 o A m与电

2、导率k和溶液浓度c的关系如下所示:2. 摩尔电导率A m随着浓度的降低而增加。对强电解质而言，其变化规律可以用科尔劳斯(Kohlrausch)经验式表示：m为无限稀释摩尔电导率。在一定温度下，对特定的电解质和溶剂来说，A为一常数。因此，将摩尔电导率A m对' C作图得一直线,将直线外推与纵坐标的交点即为无限稀释摩尔电导率m。3. 在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略。因此，在浓度 c时的解离度a等于摩尔电导率A m和无限稀释摩尔电导率m之比，即用下式表示：在一定温度下，对于AB型弱电解质在水中电离达到平衡时有如 下关系：AB = A + B 开始 c 00平

3、衡时 c(1- a ) C a C a该反应的解离平衡常数K与解离度a有如下关系：K2C2C m1m( mm)1C m1mK( m)2m由此可以看出，如果测得一系列不同浓度AB型溶液的摩尔电导12 率Am,然后以1/A m对CA m作图可得到一条直线，其斜率为K( m)如果知道无限稀释摩尔电导率m的数据，即可求得解离平衡常数K。三、仪器与药品SLDS-I型数显电导率仪；DJS-1C型铂黑电极；SYP-皿型玻璃 恒温水槽； 25mL 移液管； 250ml 锥形瓶； 50ml 量筒； 100ml 量筒； KCl溶液(O.lmol丄-1); HAc溶液(0.1 mol.L-1);蒸馏水；滤纸；洗 耳

4、球四、实验步骤1. 调节恒温水槽温度为25C，打开电导率仪预热10分钟。2. 配制0.1mol.L-1KCI溶液100 mL。用移液管吸取 25mL 0.1mol.L-1KCl 溶液于锥形瓶中，在另一锥形瓶中放入 250 mL 电导水 以备稀释溶液用，将二者放入恒温水池中恒温 10分钟。3. 待电导率仪稳定后，可测定已恒温 KCl 溶液的电导率，读三 次数，取其平均值。用蒸馏水清洗电极后浸泡于蒸馏水中待用。4. 用移液管移取 25mL 恒温蒸馏水于 KCl 溶液锥形瓶中，均匀 混合，此时KCI溶液浓度为0.05 mol.L-1，将其恒温10分钟。测定其 电导率，读数三次，取平均值。用蒸馏水清洗

5、电极后浸泡于蒸馏水中 待用。5. 同上法操作，用移液管分别移取( 50mL， 100mL， 50mL) 已恒温蒸馏水分别加到 KCl 溶液锥形瓶中，均匀混合，此时 KCl 溶 液浓度分别为(0.025 mol丄-1，0.0125 molL-1, 0.0100 mol.L-1)。将其 分别恒温 10 分钟。并分别测定其电导率，每次测定读数三次，取其 平均值。用蒸馏水清洗电极后浸泡于蒸馏水中待用。6. 用移液管移取 25mL， 0.1mol.L-1 的醋酸溶液于锥形瓶中，恒 温10分钟后测定其电导率，读数三次取平均值。用蒸馏水清洗电极 后浸泡于蒸馏水中待用。7. 用移液管分别移取(25mL, 50

6、mL, 25mL)已恒温蒸馏水分 别加到醋酸溶液锥形瓶中，均匀混合，此时醋酸溶液浓度分别为(0.050 mol.L-1, 0.025 mol.L-1, 0.020 mol.L-1)。将其分别恒温 10 分 钟。并分别测定其电导率，每次测定读数三次，取其平均值。用蒸馏 水清洗电极后浸泡于蒸馏水中待用。8. 测定相同温度下蒸馏水的电导率。即：k (数据处理)二k (测 定值)-k (水)9. 实验完毕，清洗所用仪器。整理实验台等待实验老师检查后 方可离开。五、数据及处理1. 将实验数据填入下表中。(1) 不同浓度KCl溶液的电导率项目KCl溶液12345浓度Cmol 丄-1長电导率kS.m-1摩尔

7、电导 率A mS.m2.mol-1以摩尔电导率A m对二作图得一直线，将直线外推可以求得 25C下(2) 不同浓度醋酸溶液的电导率项目醋酸溶液12345浓度Cmol 丄-1电导率kS.m-1摩尔电导 率A mS.m2mol-11/ A m12"以1/ A m对CA m作图得一直线，其斜率为K( m)，醋酸的 m 从实验书101页表3.12.1中查找，便可以求得醋酸的解离平衡常数 K。 并根据公式计算解离度a六、注意事项1. 使用电极时要小心谨慎，每次测量完毕都要用蒸馏水冲洗后 浸泡于蒸馏水中，切忌不可测完直接浸泡在蒸馏水中。2. 当电极从蒸馏水中取出进行测量时，要用滤纸将电极上的水

8、吸干后再置于待测溶液中进行测量。3. 每次加完蒸馏水后最好震荡锥形瓶使溶液混合均匀。七、思考题1. 请分析该实验误差产生的原因。2. 使用电极时应该注意什么？3. 为什么要测定同温度下蒸馏水的电导率？SLDS-I型数显电导率仪操作规程一、操作步骤1. 插上电源，打开电导率仪预热10min,此时指示灯显示在“校 准”档。2. 用温度计测定被测液的温度，将“温度补偿”旋钮的标志线置 于相应的位置，当“温度补偿”在 25C时，没有补偿作用。即仪器 默认被测定液态的温度为25C。3. 调节“常数”旋钮，即把旋钮置于与使用电极的常数相一致的 位置上。(1) 对DJS-1C型电极，若电极常数为0.92，则

9、调“常数” 旋钮 使显示9200 (忽略小数点)。(2) 对DJS-10C型电极，若电极常数为9.5，则调“常数” 旋钮 使显示950 (忽略小数点)。(3) 对DJS-0.1C型电极，若电极常数为0.11，则调“常数” 旋 钮使显示1100 (忽略小数点)。(4) 对DJS-0.01C型电极，若电极常数为0.01 ,则调“常数”旋 钮使显示1000 (忽略小数点)。4. 按下“测量”开关，使指示灯显示在“测量”档，待数值稳定 后即为该被测液的电导率值。测量中，若显示屏显示“ OUL,表示被 测值超出测量范围，应置于高一档量程来测量；若读数很小，应置于低一档的量程来测量。二、注意事项1.在测量高纯水时应避免污染。2. 温度补偿采用固定的