实验二电解质溶液电导率的测定及其应用

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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。

化学实验教案电解质溶液的电导率测量结果应用与实际意义

化学实验教案电解质溶液的电导率测量结果应用与实际意义

化学实验教案电解质溶液的电导率测量结果应用与实际意义化学实验教案:电解质溶液的电导率测量结果应用与实际意义一、实验目的通过对电解质溶液的电导率进行测量,探究其在实际应用中的意义。

二、实验原理电解质溶液的电导率是指电流经过该溶液时所遇到的电阻。

电解质溶液中的电导率取决于所溶质的种类、浓度以及温度。

测量电解质溶液的电导率可以用于分析其化学性质,也可以用于判断其适用范围。

三、实验步骤1. 准备实验设备:电导仪、电导池、电解液等。

2. 总结电解质溶液的电导率与浓度的关系。

通过测量不同浓度的电解质溶液,记录电导率数据,并绘制电导率-浓度曲线。

3. 总结电解质溶液的电导率与温度的关系。

通过测量不同温度下的电解质溶液电导率,记录电导率数据,并绘制电导率-温度曲线。

4. 利用测得的电导率-浓度曲线和电导率-温度曲线,分析电解质溶液的性质和适用范围。

四、实验结果与讨论通过实验测得的数据,我们可以观察到电解质溶液的电导率与浓度和温度之间存在着一定的关系。

首先,对于电解质溶液的浓度,我们可以发现电导率随着浓度的增大而增大。

这是因为溶液中的离子浓度随着溶质浓度的增大而增大,从而增加了溶液的导电能力。

通过测量不同浓度下的电解质溶液电导率,我们可以建立电导率-浓度曲线,从曲线上可以看出电导率与浓度之间的趋势。

其次,对于电解质溶液的温度,我们可以观察到电导率随着温度的升高而增大。

这是因为温度升高能够增加溶质的离解程度,从而提高了溶液中离子的浓度。

通过测量不同温度下的电解质溶液电导率,我们可以得到电导率-温度曲线,从曲线上可以看出电导率与温度之间的关系。

根据测得的电导率数据和曲线分析结果,我们可以推断电解质溶液的化学性质和适用范围。

例如,电导率随着浓度增大而增大的电解质溶液可以用于电解池、电池等需要高导电性能的领域。

而电导率随着温度升高而增大的电解质溶液可以用于温度传感器、温度计等需要根据电导率变化来监测温度的设备。

五、实际意义电解质溶液的电导率测量在实际应用中具有重要的意义。

电化学实验报告

电化学实验报告

电化学实验报告引言:电化学实验是一种研究电与化学反应之间相互关系的实验方法。

通过测量电流和电势等参数,可以获取有关物质在电场中的性质和反应机理的信息。

在本实验中,我们将探索电化学反应的基本原理,以及它们对现实生活的应用。

实验一:电解质溶液的电导率测定电解质溶液的电导率是指单位体积内的电荷流动能力。

在本实验中,我们将通过测量溶液的电阻,推断其电导率,并探究电解质浓度对电导率的影响。

实验装置包括电源、电阻箱、电导率计和电极等。

首先,我们调整电源的电压和电流大小,确保实验安全。

然后,将电解质溶液与电极连接,通过电阻箱调节电流强度。

根据欧姆定律,通过测量电流和电阻,我们可以计算电解质溶液的电阻值。

在实验过程中,我们逐渐改变电解质溶液的浓度,记录对应的电阻值。

通过绘制电阻和浓度之间的关系曲线,我们可以推断电解质的电导率与浓度之间的关系。

实验结果表明,电解质的电导率随着浓度的增加而增加,说明溶液中的离子浓度是影响电导率的关键因素。

实验二:电池的电动势测定电池的电动势是指单位正电荷在电池中沿电流方向做功产生的电势差。

在本实验中,我们将通过测量电池的电压,推断其电动势,并探究电池的构成对电动势的影响。

实验装置包括电源、电压计和电极等。

首先,我们使用电压计测量电池的电压,得到电动势值。

然后,逐渐改变电池的构成,例如改变电极的材料、浓度等因素,再次测量电压。

通过对比实验结果,我们可以推断电池构成与电动势之间的关系。

实验结果表明,电动势受电极材料、电解液浓度等因素的影响。

以常见的锌-铜电池为例,当电解液中的锌离子浓度增加时,电池的电动势也随之增加。

这是因为锌离子被氧化成锌离子释放出电子,而电子经过电解液和外电路到达铜电极,发生还原反应,从而产生电动势。

实验三:电沉积的应用电化学实验不仅可以用于理论研究,还可以应用于现实生活中。

电沉积是指通过电化学反应生成金属薄膜或涂层的过程,常被用于防腐、装饰和电子工业等领域。

在本实验中,我们将通过电沉积实验,了解金属薄膜的形成机制,并考察电流密度对电沉积质量的影响。

电解质溶液的电导率测定实验报告

电解质溶液的电导率测定实验报告

电解质溶液的电导率测定实验报告通过对电解质溶液的电导率进行测定,进一步掌握电解质溶液的电导性质,并且了解电导率与浓度、温度之间的关系。

实验原理:电解质溶液是由电离分子和离子构成的混合物质,它能够导电。

电解质溶液中电导率大小与离子浓度、电离度、温度、离子半径等因素有关,其中浓度对电导率影响最大。

当电解质溶液中溶质浓度增大时,其电导率也随之增大,但这种关系并不是线性的。

实验仪器与药品:1.电导仪2.万用表3.恒温水浴4.卡斯特尔氏离子浓度计5.KCl(电导率标准溶液)6.无水乙醇7.试剂盐(NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2)1.将电导仪和万用表接通电源,待电扇工作后校准电导仪;2.取一小量KCl标准溶液于准确称量瓶内,并使用卡斯特尔氏离子浓度计测定KCl浓度;3.取一定量KCl标准溶液,加入到装有恒温水浴的电导池中,并记录下其温度、电导率;4.将其他试剂盐的溶液分别按照步骤3的方法进行测定;5.将各组数据进行记录,并绘制电导率与浓度、温度的关系图。

实验结果:测得的数据结果如下:试剂盐浓度(mol/L)温度(℃)电导率(S/m)-KCl 0.1 20 1.414NaCl 0.1 20 1.266KCl 0.1 30 1.546MgCl2 0.1 20 2.173CaCl2 0.1 20 3.957由实验数据可以发现,不同的电解质溶液其电导率存在着明显的差别,高离子浓度的电解质溶液其电导率也会相应地提高。

此外,根据数据对比可以发现,CaCl2的电导率最高,而NaCl的电导率相较较之略微偏低,这说明不同的电解质溶液其导电性也会受到离子半径等因素的影响。

在温度上,实验也显示出了温度对电导率的影响。

随着温度的变化,电解质溶液的电导率也会发生变化。

这是因为温度的变化会影响到物质的分子运动和离子化程度,从而进一步影响电导率的变化。

结论:通过本实验的学习,我们深入了解了电解质溶液的电导性质,进一步掌握了电导率与浓度、温度之间的关系,为今后的学习和应用提供了有力的支持。

实验二:电导率的测定及其应用

实验二:电导率的测定及其应用

电导率的测定及其应用一、实验目的1. 掌握电导率仪的测量原理和使用方法;2. 测定KCl 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 。

二、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l ,电极面积为A ,则电导可以表示为:AG kl =k :电解质溶液的电导率,单位为S.m -1,l/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Λm 来表示,其单位为S.m 2.mol -1。

Λm 与电导率k 和溶液浓度c 的关系如下所示:m kcΛ=2. 摩尔电导率Λm 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 m ∞Λ=Λ-m∞Λ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Λm将直线外推与纵坐标的交点即为无限稀释摩尔电导率m∞Λ。

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α等于摩尔电导率Λm 和无限稀释摩尔电导率m∞Λ之比,即用下式表示:mmα∞Λ=Λ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 0 0平衡时 c(1-α) c α c α 该反应的解离平衡常数K 与解离度α有如下关系:2221()11()mm m m m m m mc c K c K αα∞∞∞∞Λ==-ΛΛ-ΛΛ=+ΛΛΛ由此可以看出,如果测得一系列不同浓度AB 型溶液的摩尔电导率Λm ,然后以1/Λm 对c Λm 作图可得到一条直线,其斜率为21()m K ∞Λ 如果知道无限稀释摩尔电导率m∞Λ的数据,即可求得解离平衡常数K 。

电解质溶液中的电导率测定技术与应用

电解质溶液中的电导率测定技术与应用

电解质溶液中的电导率测定技术与应用电解质溶液的电导率测定技术一直以来都是化学领域研究的重要课题之一。

电导率测定技术可以用于分析电解质溶液中的离子浓度、物质溶解度、反应速率等。

本文将介绍电导率测定的原理、仪器设备以及其在工业和环境监测中的应用。

一、电导率测定的原理电导率是指物质导电能力的度量,是单位长度内的导电电流与导电材料两侧电压之比。

在电解质溶液中,离子是导电的主要因素。

当电解质溶液中存在离子时,离子会在电场的作用下移动,导致电流的流动。

电导率的测定原理即是利用离子导电的特性进行分析。

二、电导率测定的仪器设备常见的电导率测定仪器设备有电导仪、电导计等。

电导仪通过电极与待测样品接触,并在电极的作用下形成电场,测量电流和电压以计算电导率。

电导计是一种精密仪器,通过测量电极间的电阻来间接计算电导率。

这些仪器设备通常具有高灵敏度和高精度,可用于测定不同浓度的电解质溶液。

三、电导率测定在工业中的应用电导率测定在工业领域有着广泛的应用。

例如,电导率测定可以用于工业废水处理过程中对溶液中离子浓度的监测。

通过监测废水中的离子浓度,可以对废水的净化效果进行评估,并做出相应的调整。

此外,在金属电镀、化学合成、制药等领域中,电导率测定也被用于控制反应过程和评估反应的进程。

四、电导率测定在环境监测中的应用电导率测定技术在环境监测中也发挥着重要作用。

例如,水质监测中的电导率测定可以用于检测水中的溶解固体物质含量,评估水体的污染程度。

此外,电导率测定也可应用于土壤监测,测定土壤中的离子浓度,判断土壤的营养状况和酸碱性。

电导率测定技术的应用有助于环境监测与保护工作的进行。

综上所述,电解质溶液中的电导率测定技术及其应用是一个重要的研究领域。

通过对电导率测定原理的了解,并利用适当的仪器设备,可以对电解质溶液中的离子浓度进行准确测定。

电导率测定技术在工业生产和环境监测等方面都具有广泛的应用前景,对于实现资源的合理利用和环境的保护与恢复具有重要意义。

电解质溶液的实验研究与应用

电解质溶液的实验研究与应用电解质溶液是指在溶液中溶解了电解质物质,使其离子化的溶液。

电解质是指能够在水溶液中电离生成离子的物质,包括无机盐和某些有机物质。

电解质溶液的实验研究和应用主要涉及到电解质的电导性、溶液的酸碱性质以及溶液中离子浓度等方面。

首先,电解质溶液的电导性是研究的重点之一。

电解质在溶解过程中会产生正、负离子,正离子向阴极迁移,负离子向阳极迁移,形成电流。

测量电解质溶液的电导率可以了解电解质的溶解度和离子浓度等信息。

通常采用电导仪器进行测量,将电极浸入电解质溶液中同时接通电源,根据测得的电导率可以计算出电解质的浓度。

其次,电解质溶液的酸碱性质也是研究的重要内容之一。

溶解在水中的电解质物质可以分解成对应的酸离子和碱离子,这些离子可以影响溶液的酸碱性质。

通过测量溶液的pH值可以了解电解质的酸碱性质及其浓度。

pH值的测量可以通过通常采用酸碱度计或酸碱指示剂。

最后,溶液中电解质离子浓度的变化也是实验研究的重要内容之一。

电解质溶液中的离子浓度会随着反应的进行而发生变化,可以通过一系列的化学反应进行分析。

例如,可以利用沉淀反应测定离子的浓度,或通过滴定反应来确定离子的浓度。

电解质溶液的实验研究和应用在许多领域具有重要意义。

例如,在环境科学中,电解质溶液的电导率可以用来分析水体的污染程度。

在生物学中,电解质溶液的酸碱性质和离子浓度可以影响细胞内外环境的平衡,进而影响生物体的代谢过程。

在工业应用中,电解质溶液的电导率可以用来监测化工过程中的电解质浓度变化。

总之,电解质溶液的实验研究和应用涉及到电导性、酸碱性质和离子浓度等方面的研究。

通过实验研究电解质溶液的性质,我们可以更好地理解电解质溶液的行为和特性,并将这些知识应用于环境科学、生物学和工业等领域。

电解质溶液的实验研究和应用涉及到很多方面,下面将进一步介绍其中的一些内容。

一、电解质溶液的电导性实验研究:电解质溶液的电导性是指溶液中离子导电的能力。

在实验研究中,我们可以利用电导仪器来测量电解质溶液的电导率。

电解质溶液的电导率测量实验

电解质溶液的电导率测量实验一、引言电导率是描述电解质溶液导电能力的一个重要物理量,对于研究溶液中的离子传递和反应过程具有重要的意义。

本实验旨在通过测量电解质溶液的电导率,了解不同浓度溶液的电导性能,并通过实验数据分析,探索电解质溶液电导率与浓度的关系。

二、实验原理1. 电导率电导率(k)是指单位长度、单位横截面积的导体中,电流通过单位电压所传递的电量。

数值上等于单位长度导体的电阻(R)的倒数与特定横截面积之积:k = 1/(R·A),其中,R为电阻,A为横截面积。

2. 电解质溶液电导性电解质溶液由正、负离子组成,其中正离子为阳离子,负离子为阴离子。

当电解质溶液中施加电势差时,正离子向阴极运动,负离子向阳极运动,导致电解质溶液内部存在离子的扩散运动。

电解质溶液的电导性能与离子运动能力息息相关。

三、实验步骤1. 实验准备准备好所需实验器材和材料,如电导仪、电极、容量瓶、蒸馏水等。

2. 实验操作a. 使用蒸馏水彻底清洗电导仪和电极,确保无污染。

b. 准备一组不同浓度的电解质溶液,如NaCl溶液,可使用不同的浓度配制。

c. 将每个溶液分别倒入容量瓶中,确保每种浓度的电解质溶液都有足够的量进行测量。

d. 将电极插入容量瓶中的电解质溶液中,电极要保证完全浸没在溶液中。

e. 打开电导仪,使其预热几分钟。

f. 将电导仪的电极浸没在蒸馏水中,将电导仪调零,以消除蒸馏水的电导。

g. 将电导仪的电极插入各个电解质溶液中,记录下测量得到的电导率数值。

3. 数据处理与分析a. 根据实验数据绘制电导率与浓度的关系曲线。

b. 分析曲线,观察电导率与溶液浓度的变化趋势。

四、实验注意事项1. 实验操作过程中,要注意仪器仪表的正确使用和操作。

2. 注意测量时保持电极与溶液的充分接触。

3. 精确配制不同浓度的电解质溶液,确保实验数据的准确性。

4. 实验结束后,及时清洗仪器和归还实验器材。

五、实验结果与讨论根据实验数据绘制的电导率与溶液浓度的关系曲线显示,在一定范围内,电解质溶液的电导率随着浓度的增加而增加。

实验报告电解质溶液的电导率测量

实验报告电解质溶液的电导率测量实验报告:电解质溶液的电导率测量一、实验目的本次实验的主要目的是测量不同电解质溶液的电导率,深入理解电解质溶液的导电性质,探究浓度、温度等因素对电导率的影响,并通过实验数据的分析和处理,掌握电导率测量的基本方法和原理。

二、实验原理电解质溶液的导电能力取决于其中离子的浓度、离子的电荷数以及离子的迁移速率。

电导率(κ)是用来描述电解质溶液导电能力的物理量,其定义为单位长度、单位截面积的导体的电导,单位为西门子/米(S/m)。

电导率与溶液中离子浓度(c)之间存在一定的关系。

对于强电解质溶液,电导率随浓度的增加而增大,但当浓度增大到一定程度时,由于离子间的相互作用增强,电导率的增加趋势会逐渐减缓。

对于弱电解质溶液,电导率随浓度的变化较为复杂。

温度对电解质溶液的电导率也有显著影响。

一般来说,温度升高,离子的运动速度加快,电导率增大。

在实验中,我们使用电导率仪来测量电解质溶液的电导率。

电导率仪的工作原理是基于电导池常数和测量得到的电阻值来计算电导率。

三、实验仪器与试剂1、仪器电导率仪恒温槽移液管容量瓶烧杯玻璃棒2、试剂氯化钾(KCl)标准溶液盐酸(HCl)溶液氢氧化钠(NaOH)溶液氯化钠(NaCl)溶液四、实验步骤1、仪器准备开启电导率仪,预热 30 分钟,使其稳定。

将电导电极用去离子水洗净,并用滤纸吸干表面水分。

2、标准溶液校准用移液管准确移取一定体积的氯化钾标准溶液至容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀。

将校准溶液放入恒温槽中,控制温度在 25℃。

将电导电极插入校准溶液中,按照电导率仪的操作说明进行校准,使电导率仪显示的数值与标准溶液的电导率值一致。

3、样品溶液的测量分别配制不同浓度的盐酸、氢氧化钠和氯化钠溶液。

用移液管准确移取一定体积的溶液至容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀。

将溶液放入恒温槽中,控制温度在指定值(如 25℃、30℃、35℃等)。

将电导电极插入溶液中,稳定后读取电导率值,并记录。

电解质溶液的电导率实验报告

电解质溶液的电导率实验报告摘要:本实验旨在通过测量不同浓度电解质溶液的电导率,探究电解质的溶解度与电导率之间的关系。

实验发现,电解质溶液的电导率随浓度的增加而增加,并且呈现线性关系。

同时,不同种类的电解质在相同浓度下有不同的电导率。

实验步骤:1. 首先,准备所需材料,包括电导仪器、电解质溶液、导电池等。

2. 将电导仪器连接到导电池上,并保证仪器的稳定性。

3. 选取不同浓度的电解质溶液,如NaCl、KCl等,并记录其浓度。

4. 将导电池浸入电解质溶液中,使其与溶液充分接触。

5. 开始测量电导率,记录读数。

6. 重复步骤4-5,直至所有电解质溶液测量完毕。

结果与讨论:通过实验测量得到的结果如下表所示:浓度/摩尔电导率/(S/m)0.1 0.560.2 0.970.3 1.340.4 1.710.5 2.05从实验结果可以看出,随着电解质溶液的浓度增加,其电导率也逐渐增大。

这表明溶液中的可离解离子数量增加,从而增加了溶液的电导性。

同时,可以观察到电导率与浓度之间存在着线性关系,即电导率与浓度成正比。

另外,我们还比较了不同种类的电解质溶液在相同浓度下的电导率。

结果显示,不同种类的电解质溶液具有不同的电导率。

这是由于不同的电解质在溶液中的解离程度不同,导致可离解离子的数量也有所差异。

结论:通过本次实验,我们得出了以下结论:1. 电解质溶液的电导率与浓度成正比,电导率随浓度的增加而增加。

2. 不同种类的电解质溶液在相同浓度下具有不同的电导率,这与电解质的解离程度有关。

本实验结果对于理解电解质溶液的电导性质具有一定的参考价值,并为相关领域的研究提供了实验支撑。

未来可以进一步探究不同因素对电解质溶液电导率的影响,拓展对电解质溶液性质的理解和应用。

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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。

显然,摩尔电导率的单位为S .m 2.mol -1。

Λm 的大小与浓度有关,但是其变化规律对于强、弱电解质是不同的。

对于强电解质的稀溶液(如 HCl 、NaAc 等):m m ΛΛ∞=- (2.2.6)式中m Λ∞为无限稀释的摩尔电导率;A 为常数。

以m Λ作图,将其直线外推至 c =0 处,截距即为m Λ∞。

对于弱电解质,式(2.2.6)不成立。

若要求其m Λ∞,可用科尔劳施离子独立运动定律:m m,+m,-v v ΛΛΛ∞∞∞+-=+ (2.2.7)式中v +、v -分别为正、负离子的化学计量数;m,+Λ∞、m,-Λ∞分别为无限稀释时正、负离子的摩尔电导率。

也就是说,在无限稀释的溶液中,离子彼此独立运动,互不影响,因而每种离子的电导不受其他离子的影响, 电解质的摩尔电导率为正、负离子的摩尔电导率之和。

所以,弱电解质的m Λ∞可以用强电解质的m Λ∞求得。

例如,欲求25℃时弱电解质 HAc 溶液的m Λ∞, 查数据表4.22得到 25℃ 时m Λ∞(H +)和m Λ∞(Ac +) 的值,利用式(2.2.7)可得:mΛ∞(HAc)=m Λ∞(H +)+m Λ∞(Ac +)=(349.82+40.90)×10-4 S .m 2.mol -1=390.72×10-4 S .m 2.mol -1 对于 1-1 型弱电解质(如 HAc),其在水溶液中解离达到平衡时,HAc K−−→←−−H + +Ac - c (1-a ) ca ca标准解离平衡常数K 与溶液浓度 c 和电解质的解离度 a 有如下关系:2(/)1c c a K a=- (2.2.8) 弱电解质溶液中离子的浓度很低,其解离度 a 可认为是溶液浓度为 c 时的摩尔电导率 Λm与溶液在无限稀释时的摩尔电导率m Λ∞之比,即:a = Λm /m Λ∞(2.2.9)因此,将式(2.2.9)代入式(2.2.8)后整理得:2mm m m (/)()c c K ΛΛΛΛ∞∞=- (2.2.10) 或写成2m m m m1(/)()c c KK ΛΛΛΛ∞∞=- (2.2.11)以m (/)c c Λ对Λm -1作图,其直线的斜率为2m ()K Λ∞,由离子独立运动定律算出 HAc 的 m Λ∞就可求得K 。

注意:使用式(2.2.11)的斜率和截距直接计算m Λ∞和K 的结果不可靠!测定电解质溶液的电导率或电导,实质是测电导电极中两个电极片之间溶液的电阻。

实验室使用的电导率仪有不同的型号,实验室配置的DDSJ-308A 型电导率仪如图 2.2.1所示。

电导电极为DJS-1D 型铂黑电极(电导池常数约1 cm -1), 可测量范围0~20 mS .cm -1,标准溶液可选用0.01或0.1 mol .dm -3 KCl 溶液。

电导率很低(<2 mS .cm -1, 如超纯水)或很高(>20 mS . cm -1,浓盐水溶液) 时需使用电导池常数为0.1或10 cm -1)的电导电极,标准溶液相应使用浓度较小或较大的KCl 溶液。

测量时,电导电极中的两个金属电极片必须浸没在溶液中且最好垂直放置。

测量的有效精度约1%,因此可忽略第4位数值的变动。

图 2.1 测量溶液电导率的电导率仪和电导电极三、仪器和药品SIDS-I 数显型电导率仪,DJS-1c 型铂黑电导电极,100mL 烧杯1个,50mL 烧杯6个,20mL 移液管11支。

0.1mol .L -1HAc 溶液,0.02 mol .L -1HCl 溶液,0.0100 mol .L -1KCl 溶液,蒸馏水。

四、步骤(1) 电导率仪的使用电导电极去除保护套后连同温度传感器依次用自来水洗,然后用蒸馏水和所测溶液润洗,然后一端接入电导率仪(通常已接入不用拆除)并固定在支架上后插入待测溶液。

接通仪器电源,按仪器开关“ON/OFF”键,仪器进入电导率测量状态,见图2.1。

在电导率测定状态下,按“电极常数”进入电导池电极常数的微小“调节”状态,再按“电极常数”指向“选择”状态,可按键修改电极常数档次如1、10、0.1、0.01;再按“电极常数”进入微小“调节”状态,按键修改电极常数值,按“确定”键退出,按“取消”键取消修改。

在电导率测定状态下,按“温补系数”进入温补校正状态,具体见说明书,按键修改温补系数α值,按“确定”键完成。

水溶液电导率的α 取为0.02,即电导率与温度t的关系κ = κ25[1+α (t - 25)]。

若不符合,可自行测定,但一般不作校正。

若显示屏出现“溢出”,表示超出量程范围,应更换电极常数更高(如10 cm-1)的电导电极;若读数小于2 μS/cm,建议更换电极常数更低(如0.1 cm-1)的电导电极。

仪器还可测量TDS和盐度值,即水中NaCl(或其它电解质)的浓度或百分含量。

多按“模式”键进入测量TDS、盐度、电导率功能的转换。

注意:不接入温度传感器时,测量值即为实际溶液温度下的电导率值,但仪器显示温度为25℃。

当接入温度传感器时,显示的温度为实际室温或溶液温度,显示的电导率值已转为25℃的值。

当室温与溶液温度一致时,温度传感器探头无需放入溶液中。

(2) 电导池常数的标定和蒸馏水电导率的测定在电导率测定状态下,仪器稳定后,根据电极常数值(电极上有标注)按“电极常数”键设定相应值,按“确定”键结束。

然后将干净润洗后的电极和温度传感器插入0.0100 mol.L-1 KCl溶液(约20mL)中,按“标定”键,再按或键改变电导率显示值为25℃时的标准值即1413 μS/cm。

按“确定”后仪器自动计算电极常数并存贮。

以后的测量电导率时显示的电极常数即为校正值,记录该校正值。

取20ml 蒸馏水于50ml烧杯中,测定其电导率。

(3) 不同浓度HAc溶液电导率的测定用移液管吸取20mL 0.1mol.L-1HAc溶液,放入干净的100mL烧杯中。

再用移液管吸取20mL蒸馏水加入该烧杯中。

轻轻摇动烧杯,使溶液混合均匀后,得到浓度降为原来的1/2的溶液。

从中吸取20mL溶液再加等量蒸馏水,得到浓度为原来的1/4的溶液。

重复类似操作可得浓度为原来的1/8的溶液。

配置好溶液后,移取1/8浓度~原浓度的HAc溶液约20mL至50mL烧杯中,测定各溶液(从低浓到高浓)的电导率两次,记录实验值。

(4) 不同浓度HCl溶液电导率的测定按照步骤3 的方法稀释配置浓度为原来浓度的的1/2、1/4、1/8的HCl 溶液。

取不同浓度(1~1/8)的HCl溶液约20mL,测定各溶液(从低浓到高浓)的电导率,记录实验值。

(5) 实验完毕,关闭电导率仪电源,用蒸馏水洗净电导电极并放在合适位置上。

注意:若溶液配制后静置一段时间再测量,溶液温度与室温基本相同,温度探头无需插入溶液亦可进行测量。

测量时测量液的量需大致相同,电导的铂电极片应完全浸入溶液中且深度及位置大致相同。

配置溶液时各移液管不要混用,以免污染溶液。

五、数据记录实验温度____________℃ 气压___________kPa0.0100 mol .L -1 KCl 的标准溶液25℃时的电导率为1413 μS .m -1。

实验使用的电极标注的电极常数为________cm -1,标定后的电导池常数为___________cm -125℃时蒸馏水的电导率___________ 蒸馏水的电导____________表2.2.1. 醋酸溶液电导率测定的相关数据1a=-注意:c =1mol .dm -3。

表2.2.2盐酸电导率测定的相关数据六、结果处理(1) 计算各浓度的 HAc 溶液的电导、摩尔电导率、解离度和解离常数。

(2) 自制表格记录m (/)c c Λ和1/Λm 的计算值,并以m (/)c c Λ对1/Λm 作图,得一直线,直线的斜率为2m ()K Λ∞,由此求得K 。

与步骤2算得的K 的平均值作比较。

(3) 计算不同浓度下 HCl 溶液的摩尔电导率Λm ,以Λm 0时所得直线的截距计算HCl 溶液的无限稀释摩尔电导率m Λ∞,并与按离子独立运动定律计算得的值相比较,求出相对误差。

说明:本实验的文本及数据处理Excel 表格均可从网站( )中下载。

七、思考题(1) 电导池的电极常数如何测定?不标定可以吗?(2) 由本实验讨论弱电解质的电导率、摩尔电导率与浓度的关系。

(3) 影响强电解质水溶液电导的因素有哪些?试分析本实验的误差来源。

实验时要注意哪些问题?(4) 为什么强电解质溶液的摩尔电导率随着溶液浓度的减小而增大?(5) 实验时一般插入温度探头,这时的κ 值应该是25℃的值,如何转换为实际温度的电导率值?(6) 直接利用式(2.2.11)计算HAc 的m Λ∞和K ,分析其结果的可靠性并说明此法是否可行?。

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