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姓名：谭成彬 选课34班 20号学号：07041010428 班级：生物工程07级4班 日期：2009年6月25 实验室：628一目的要求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。 3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Kc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，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。m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是有区别的，这由两个m因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离

2、子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系：=mm（1）式中为弱电解质的电离度。对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度的关系推导如下：CH3COOH CH3COO + H起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c(1) c c 则Kc=ca21-ac2（2）以式（1）代入上式得：Kc=mm(m-m)（3）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Kc。将式（2）整理后还可得：（4）由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率m，将m对m作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内Kc的平均值。2摩尔电导率m的测定原理电导是电阻的倒数

3、，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，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1m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。m= /c（5）式中c为溶液中物质的量浓度，单位为molm-3。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 = A/ l（6）由（6）式可得=Kcell G （7）对于固定的电导池，l和A 是定值，故比值l/A为一常数，以Kcell表示，称为电导池常数，单位为m-1。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将已

4、知电导率的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000molL-1KCl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Kcell。当电导池常数Kcell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，将c、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：m=+m,+-m,- （8） 不同温度下醋酸的值见表1。 m表1 不同温度下醋酸的 (Sm2mol-1)m三仪器

5、和试剂DDBJ-350便携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（25mL）；0.0200 molL-1 KCl标准溶液，0.200 molL-1 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“模式/测量”键到模式状态，按“”或“”键调节模式状态，至左下角出现CONT，按“确定”键，左下角出现CAL，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/

6、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。此时不要将电极取出。（为什么？） 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

7、 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：实验温度： 352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m和电离度及电离平衡常数Kc。m1= 1/c1= 0.0915/0.0002 Sm2mol-1=0.0004575 Sm2mol-1mol=0.0006730 Smmolm3= 3/c3=0.0498/0.00005 Sm2mol-1=0.0009960 Sm2mo

8、l-1 m2= 2-12-12/c2=0.0673/0.0001 Sm m4= 4/c4=0.0373/0.000025 Smmol=0.0014920 Smmol m5= 5/c5=0.0292/0.0000125 Smmol=0.0023360 Smmol 2-12-12-12-11=m1m=0.0004575/0.04198=0.01090=0.0006730/0.04198=0.01603=0.0009960/0.04198=0.02373=0.0014920/0.04198=0.03554=0.0023360/0.04198=0.05565 2=3=4=5=Kc=Kc=Kc=m2mm

9、3mm4mm5m2cacaca1-a2=0.20.010901-0.01090=2.40210-5 =0.10.016031-0.01603=2.59710-5 =0.50.023731-0.02373=2.88410-5 1-a21-aKc=Kc=caca21-a2=0.0250.035541-0.03554=3.27410-5 =0.01250.055651-0.05565=4.09910-5c对1/m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Kc。1-a3用m斜率k=2.8910=-9 2mkckc=1.6410-6六、实验总结通过本次实验，我学会了通过电导法测定弱电解质电离平衡的方法，掌握了电导、电导率、摩尔电导率的概念及他们之间的关系。在实验中，英爱先把真流水放在恒温水浴中恒温，以缩短实验的时间和减少实验误差。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