电导法测定弱电解质电导率思考题
实验十 弱电解质电离常数的测定(电导法)
实验十弱电解质电离常数的测定(电导法)Ⅰ、目的要求1．了解溶液电导的基本概念。
2．学会电导(率)仪的使用方法。
3．掌握溶液电导的测定及应用。
Ⅱ、基本原理AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数K c与原始浓度c和电离度α有以下关系：（1）在一定温度下K c是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的α，代入(1)式求出K c 。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定。
将电解质溶液放入电导池内，溶液电导（G）的大小与两电极之间的距离（l）成反比，与电极的面积（A）成正比：（2）式中：l/A—电导池常数，以K cell表示；k—电导率，S/m由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液(KCl)先求出电导池常数，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据（3）式求出其电导率。
溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导，以Λm表示，单位为S·m2·mol-1。
摩尔电导率与电导率的关系：（3）式中：c—该溶液的浓度，mol/L对于弱电解质溶液，认为：（4）式中：Λm∞—溶液在无限稀释时的摩尔电导率，S·m2·mol-1对于强电解质溶液（如KCl，NaAc），其Λm和c的关系为对于弱电解质（如HAc等），Λm和c则不是线性关系，故其不能像强电解质溶液那样，从Λm—√c的图外推至c=0处求得Λm∞。
但在无限稀释的溶液中，每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献，是独立移动的，不受其他离子的影响，对电解质Mν+ Aν-来说，即弱电解质HAc的Λm∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λm∞的代数和求得把式（4）代入式（1）可得：（5）或（6）以cΛm对1/ Λm作图，其直线的斜率为(Λm∞)2K c，如知道Λm∞值，就可算出K c。
Ⅲ、仪器试剂电导仪（或电导率仪）、恒温槽、电导池、电导电极、容量瓶（100ml）5只、移液管（25ml、50ml各1个）、洗瓶、洗耳球0.0100mol/LKCl溶液、0.1000mol/LHAc溶液Ⅳ、实验步骤1．用50ml容量瓶将原始醋酸溶液（0.1000mol/L）进行2倍、4倍、8倍稀释，得到4种不同浓度的醋酸溶液。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第8章 电化学
第八章电化学一．基本要求1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电极的阴、阳、正、负的定义，离子导体的特点和Faraday 定律等。
2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。
了解强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。
3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写出电极反应、电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。
4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。
5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。
二．把握学习要点的建议在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。
电解质溶液与非电解质溶液不同，电解质溶液中有离子存在，而正、负离子总是同时存在，使溶液保持电中性，所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。
影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素，而且离子电荷的影响更大，所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。
电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。
在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。
电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。
会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错，才有可能利用正确的电动势的数值来计算其他物理量的变化值，如：计算热力学函数的变化值，电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积，水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。
实验二电解质溶液电导率的测定及其应用
实验⼆电解质溶液电导率的测定及其应⽤实验⼆电解质溶液电导率的测定及其应⽤⼀、⽬的(1)通过测定弱电解质醋酸溶液的电导率，计算其解离度a 和标准解离常数K 。
(2)通过测定强电解质稀盐酸溶液的电导率，计算其⽆限稀释摩尔电导率m Λ∞。
⼆、原理电解质溶液为第⼆类导体，它与通过电⼦运动⽽导电的第⼀类导体有所不同，是通过正、负离⼦在电场中的移动⽽导电的。
电解质溶液的导电能⼒⽤电导 G 来衡量，电导 G 即溶液电阻 R 的倒数：G = 1/R (2.2.1)电导的单位为西门⼦，简称西，⽤符号S 表⽰，1S=1Ω-1。
在电解质溶液中，插⼊两个平⾏电极，电极间距离为l ，电极⾯积为A ，则：G = 1/R = κ A / l 或κ = G l /A (2.2.2)式中κ为电导率(即为电阻率ρ的倒数)，单位为 S·m -1。
当电极的截⾯积 A =1m 2，距离 l =1m 时，测得的溶液电导即为电导率。
实验时，所⽤的两个平⾏电极(通常为⾦属铂⽚)⽤塑料封装在⼀起，称为电导电极。
电导电极的⾯积及电极间的距离均为常数，其⽐值K cell =l /A (2.2.3)称为电导池常数，单位为m -1。
电导池常数K cell 不易直接精确测量，⼀般是通过测定已知电导率κ的标准溶液的电导G , 再利⽤式(2.2.4)进⾏计算。
κ = G K cell (2.2.4)根据式(2.2.4)，使⽤同⼀个电导电极测量其它溶液的电导，便可确定它们的电导率，这就是电导仪或电导率仪的测量原理。
实验时，应根据溶液电导率的测量精度和变化范围选择电导池常数不同的电导电极，同时选择不同浓度的KCl 标准溶液(见数据表4.21)标定电导池常数。
当两电极间的溶液含有 1mol 电解质、电极间距 1m 时，溶液所具有的电导称摩尔电导率，记作Λm 。
摩尔电导率Λm 与电导率κ之间的关系为：Λm = κ / c (2.2.5)式中 c 为物质的量浓度，单位为 mol .m -3。
实验三电导法测定弱电解质解离度和解离常数
南昌大学物理化学实验报告学号：5802216018 实验日期：2018-04-03实验三电导法测定弱电解质解离度和解离常数一、 实验目的1、 掌握测定电解质溶液电导率的原理及方法；2、 掌握电导法测定弱电解质解离度和解离常数的原理及方法；3、 掌握电导仪的使用。
二、 实验原理AB 型弱电解质如醋酸，在一定浓度的水溶液中仅部分解离，离子与未解离的 分子之间存在动态平衡：CH 3COOHHCH 3COO -解离前 c 0平衡时c(1- a ) C a C a式中,C 为醋酸的初始浓度；a 为解离度。
若溶液可视为理想溶液，一定温度下解 离平衡常数K '与浓度C 和解离度a 的关系为2 2K 9 C a /C )。
丄• £------ ①(1- a )C/C 1- a c 9根据电离学说，弱电解质解离度a 随溶液浓度的减小而增大，当溶液无限稀 释时a — 1,即弱电解质完全解离。
本实验通过测定不同浓度时溶液的电导率来计 算a 和K 9 o电解质溶液为第二类导体，依靠正、负离子的定向迁移而导电，其导电能力用电导G 来表征：1 AG= R = ' [ / K ceii ② 其中Kce "称为电导池常数，通常用已知电导率的溶液来测得。
K 为电导率，为相距 单位长度、单位面积的两个平行板电极间充满电解质溶液时的电导，单位是o K 与溶液浓度c 之比为摩尔电导率A m :式中,溶液浓度c 的单位为mol学生姓名：李江生 专业班级：安工161A m------- ③c一定浓度的溶液中弱电解质发生部分解离，已解离的部分对溶液电导有贡 献。
无限稀释溶液中，电解质完全解离，正、负离子独立运动，溶液的摩尔电导率 为正、负离子的摩尔电导率之和：因此弱电解质溶液的解离度可以表示为解离平衡常数K 为式(2.11.6)可写成:1即A m—1 1A m c2 * --L 呈直线关系，直线斜率为K (A m),截距为A m 。
实验2 电导法测定弱电解质的电离常数
实验二 电导法测定弱电解质的电离常数一、实验目的1. 掌握电导测量的原理和方法。
2. 学会使用 DDS-11A 型电导率仪，测定弱电解质电离平衡常数的方法。
二、实验原理AB 型（如HAc ）弱电解质在溶液中的电离达到平衡时，HAc= H + + Ac - c(1-αc )cαccαc其电离平衡常数（K c ）与浓度（c ）、电离度（αc ）之间有如下的关系：cc cc K αα-=12(1)在一定温度下K c 是常数，因此可以通过测定AB 型弱电解质在不同浓度时的αc ，代入上式就可以求出K c 。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定，溶液的电导用电导率仪测定。
测定溶液的电导，要将被测溶液注入电导池中，如图1所示。
图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ，电极的面积为A ，则溶液电导G 为：G=КA/1式中：К为电导率。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关，还与溶液的浓度有关。
因此常用摩尔电导m λ来衡量电解质溶液的导电能力。
m λ与К之间的关系为：m λ=10-3К/c式中m λ的单位是S·m 2·mol -1，К的单位为S·m -1，c 的单位为mol·dm -3。
对于弱电解质，电离度αc 等于浓度为c 时的摩尔电导(m λ)和溶液在无限稀释时的摩尔电导(∞m λ )之比，即：∞=mmc λλα (2)将式(2)代入式(1)：)(2m m m m cc c K λλλλ-=∞∞ cm κλ=∞∞-⋅=m c m c K cK λκλκ2)(以κ对κc 作图应为一直线，其斜率为2)(∞m c K λ ，截距为)(∞m c K λ ，根据斜率和截距可算出 K c 和∞m λ 。
三、仪器及试剂仪器：恒温装置 1套，DDS-11A 型电导率仪，电导电极，移液管（25 ml 、5 ml 和 1 ml 各 1支），容量瓶（50 ml 5只），250 ml 烧杯1只，洗耳球1只。
实验2 电导法测定弱电解质的电离常数
实验二 电导法测定弱电解质的电离常数一、实验目的1. 掌握电导测量的原理和方法。
2. 学会使用 DDS-11A 型电导率仪，测定弱电解质电离平衡常数的方法。
二、实验原理AB 型（如HAc ）弱电解质在溶液中的电离达到平衡时，HAc= H + + Ac - c(1-αc )cαccαc其电离平衡常数（K c ）与浓度（c ）、电离度（αc ）之间有如下的关系：cc cc K αα-=12(1)在一定温度下K c 是常数，因此可以通过测定AB 型弱电解质在不同浓度时的αc ，代入上式就可以求出K c 。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定，溶液的电导用电导率仪测定。
测定溶液的电导，要将被测溶液注入电导池中，如图1所示。
图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ，电极的面积为A ，则溶液电导G 为：G=КA/1式中：К为电导率。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关，还与溶液的浓度有关。
因此常用摩尔电导m λ来衡量电解质溶液的导电能力。
m λ与К之间的关系为：m λ=10-3К/c式中m λ的单位是S·m 2·mol -1，К的单位为S·m -1，c 的单位为mol·dm -3。
对于弱电解质，电离度αc 等于浓度为c 时的摩尔电导(m λ)和溶液在无限稀释时的摩尔电导(∞m λ )之比，即：∞=mmc λλα (2)将式(2)代入式(1)：)(2m m m m cc c K λλλλ-=∞∞ cm κλ=∞∞-⋅=m c m c K cK λκλκ2)(以κ对κc 作图应为一直线，其斜率为2)(∞m c K λ ，截距为)(∞m c K λ ，根据斜率和截距可算出 K c 和∞m λ 。
三、仪器及试剂仪器：恒温装置 1套，DDS-11A 型电导率仪，电导电极，移液管（25 ml 、5 ml 和 1 ml 各 1支），容量瓶（50 ml 5只），250 ml 烧杯1只，洗耳球1只。
电导法测定弱电解质的解离常数和难溶盐的溶解度
电导法测定弱电解质的解离常数和难溶盐的溶解度【实验目的】1. 巩固溶液电导的基本概念，掌握测量电解质溶液电导的原理与方法。
2. 测定磺胺水溶液的电导率（比电导），并求摩尔电导率、解离度和解离常数。
3. 测定难溶盐的溶解度。
【实验原理】电解质溶液的导电能力用电导G 表示，单位为S （西门子）。
电导与导体的截表面A 成正比，与导体的长度l 成反比，即G=κlA式中比例常数κ称为电导率，单位为S ·m 1-. 整理上式有κ=GAl 对于一定电极而言Al为常数，因此有 κ=KG在相距1cm 的两电极间，若有含1mol 电解质的溶液，此时的电导率称为摩尔电导率，用Λm 来表示，其单位为S ·m 2·mol 1-。
则有Λm =cκ电解质的摩尔电导率随浓度的稀释而增加，无线稀释时的摩尔电导率以Λ∞m表示。
对于弱电解质来说，某一浓度时的摩尔电导率与无限稀释时的摩尔电导率之比为该浓度下的解离度α。
α=Λm /Λ∞m因此可用测电导率 的方法来测弱电解质的解离平衡常数。
磺胺的解离平衡常数与解离度有一下关系K= c α2/(1-α)难溶盐氯化银的溶解度，也可用通过测定其饱和溶液的电导率而算出κ溶液=κAgCl +κ水 κAgCl =κ溶液-κ水由于难溶盐在水中溶解度很小，溶液可视为无限稀释。
于是氯化银饱和水溶液的摩尔导电率可以用无限稀释时的摩尔导电率代替，即ΛAgCl m ,=Λ∞AgClm ,=Λ∞Ag m ,+Λ∞Cl m ,则氯化银在水中的溶解度为c=（κ溶液-κ水）/Λ∞AgCl m ,【仪器与试剂】1. 仪器 DDS-11A 型电导率仪 ，电导电极，超级恒温水浴，50ml 烧杯2. 试剂 0.0098mol ·L 1-磺胺水溶液，AgCl 饱和水溶液，蒸馏水【实验步骤】1磺胺解离常数的测定 将50ml 烧杯与电导电极依次用蒸馏水和待测的磺胺水溶液冲洗两次，然后装入被测的磺胺溶液，插入电导电极。
电导的测定及应用思考讨论参考答案
电导的测定及应用思考和讨论1、本实验为何要测水的电导率？答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。
作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。
水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。
所以要测水的电导率。
2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？答：镀铂黑的目的是为了增大电极的表面积，减小电流密度，从而降低由交流电引起的极化效应；（电导电极使用的敏感材料通常为铂，镀铂黑就是在铂表面镀上一层黑色蓬松的金属铂，目的是为了减少极化效应。
多孔的铂黑增加了电极的表面积，使电流密度减小，使极化效应变小，电容干扰也降低了。
不镀铂黑或镀得不好的铂黑电极，会产生很大的测量误差。
）使用时要注意不要用滤纸擦试铂黑，以免使铂黑脱落而改变电导池系数。
实验结束后，用蒸馏水冲洗电极，并浸泡在蒸馏水中，不使用时需浸泡在去离子水中，防止电极干燥。
溶液电导率大于0.0035/m时使用（溶液电导率大于200μS·m-1时用镀铂黑电极，否则要用光亮铂黑电极），若溶液电导率小于0.0035/m时，由于极化不严重，可使用光亮铂黑电极；3、电导、电导率、摩尔电导率与电解质的浓度有何关系？弱电解质的电离度、电离常数分别与哪些因素有关？电导测定还有哪些方面的应用？答：电导的大小与浓度成正比；对于强电解质溶液，溶液较稀时电导率近似与浓度成正比，随着浓度的增大，电导率的增加逐渐缓慢，浓度很大时的电导率经一极大值后逐渐下降；对于若电解质溶液，浓度从小到大，虽然单位体积中弱电解质的量增加，但因解离度减小，离子的数量增加不多，其电导率很小；摩尔电导率与电解质浓度成反比；弱电解质的电离度与溶液的本性、浓度、温度有关；一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。
弱电解质的电离常数只与温度有关；电导测定还可用于：检测水的纯度；计算弱电解质的电离度；测定难溶盐的溶解度及标准溶度积；电导滴定。
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预习：1.测电导率时为什么要恒温？
因为电离平衡常数只与温度有关，电导率与电离平衡常数有关，只有保证温度不变才能测出准
确的电导率
2.实验中为什么选择镀铂黑电极？
铂黑电极的面积比铂的大，减小极化效应
课后：1.电导率测定时为什么选择交流电而不用直流电？
直流电会在溶液中发生电化学反应，交流电正负极高速交替，不会发生持续的电化学反应.
2.用电导率仪测电导的实验原理是什么？
电导率仪测电导，实际上是通过测量插入溶液的电极极板之间的电阻来实现的。
由振荡产生
的交流电压加在电极上，经运算放大器组成的放大检波电路变换为直流电压，经集成A/D转换器转换成数字信号，由LED数码管数字显示
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