实验六：电导法测弱电解质HAc的电离平衡常数
电导法测定弱电解质的电离常数1
电导法测定弱电解质的电离常数1 电导法测定弱电解质的电离常数姓名:侯芳利班级:化学2班学号:20105051243一、实验目的1.掌握电桥法测量电导的原理和方法;2.测定电解质溶液的当量电导，并计算弱电解质的电离常数。
二、实验原理θAB型(HAc)弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离常数K与浓度c、电离度α有如下关系:θθ2 K= (c/c )* α/(1-α) ( 1)θ在一定温度下K是一个常数，因此可以通过测定醋酸在不同浓度下的电离θ度，代入(1)式计算得到K值。
醋酸溶液的电离度可用电导法来测定。
电导的物理意义是:当导体两端的电势差为1伏特时所通过的电流强度。
亦即电导,电流强度/电势差。
因此电导是电阻的倒数，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成比。
A kG=(,) l2k称为电导率或比电导，即l为1m，A为1m时溶液的电导，因此电导这个值与电导池的结构无关。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关，而且还与溶液的浓度有关，因此通常用摩尔电导率这个量值来衡量电解质溶液的导电本领。
摩尔电导率的定义如下:含有1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:Λm=k/c-3式中c为溶液中物质的量浓度，单位为mol?m。
c,*m,11c,，,,,2,,K(,)mmm1电桥法是测定电阻的常用方法。
它的原理如图所示。
,是高频(1000Hz)交流电源，,,是均匀且带有刻度的滑线变阻(全长1000)。
G为示波器，R为可,变电阻。
调节电阻R或移动触电D，可使,D两点间点位等于零，因此,,间没, 有电流。
R、R、R均可直接由仪器上读出，由此可计算出R。
12,,RRSX, RR12RRS1R, XR2三、仪器和药品电桥装置、电导电极(1支)、移液管(5 ml 2支)、移液管(10 ml 2支)、移液管(25 ml 2支)、恒温槽(1套)、容量瓶(50ml 5支)、试管(2.2cm*15cm 2支)KCl(化学纯);KCl 0.0100M溶液;HAc(化学纯);HAc 0.01000M溶液;NaCl (化学纯);NaCl 0.0100M溶液;电导水。
电导法测定弱电解质的电离常数
一、实验目的1. 学会用电导法测定醋酸的电离平衡常数；2. 熟悉电导池、电导池常数、溶液电导（或电导率）等相关基本概念；3. 掌握电桥法测量溶液电导的实验方法和技术。
二、实验原理根据Arrhenius（阿累尼乌斯）的电离理论，弱电解质与强电解质不同，它在溶液中仅部分解离，离子和未解离的分子之间存在着动态平衡。
如醋酸水溶液中，设c为醋酸的原始浓度，αc为解离度，其解离平衡为：式中电导率κ的单位是S·m-1，为测量的电导电极两极片间的间距，A为电极片的截面积，对于一个固定的电导池，l和A都是定值，故比值l/A为一常数，称为电池常数Kcell。
所以有κ=Kcell/R（6）根据以上关系，只要我们在指定温度下测得不同浓度下的电导率κ（用电导率仪）或溶液的电阻（用1000Hz交流电下的惠斯通电桥测），就可以计算出摩尔电导率∧m，再根据式（3），即可计算出解离常数K来。
本实验我们采用测溶液电阻的方法，先用已知电导率的KCl标准溶液测出那个条件下的特征电阻值RS，算出Kcell；然后使用同一电导池测定待测乙酸溶液的电阻Rx，最后就可以得到解离常数K因此，实验中必须考虑的是，在增大交流电频率以防极化的同时，还要尽量消除相位差对电桥平衡的影响。
比较好的办法是，选择1000Hz的交流频率，尽可能使电流通过电导池里的溶液电阻而不是寄生电容Cx，从而使电导池上的电压降的相位移动较小，而不至于影响测量精度。
三、仪器和试剂仪器：XD-7型低频信号发生器1台，ZX56型电阻箱1台，SJ8001型示波器1台，恒温水浴1套，260型铂电导电极（镀铂黑）1支，带支管试管4支，25ml移液管1支，容量瓶2只（50ml），小烧杯，洗瓶，导线若干。
试剂：0.01000mol/L KCl溶液，0.1mol/L 左右的HAc溶液（准确浓度c标于瓶签）。
四、实验步骤1. 调节恒温水浴温度为25.00±0.1℃2. c/2和c/4浓度HAc溶液的配制：用移液管移取25.00ml真实浓度为c(标于瓶签上)的HAc溶液，注入50ml容量瓶中，然后加蒸馏水至刻度并摇匀即成，其真实浓度分别为原溶液浓度的1/2。
溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数
溶液电导的测定——测HAc 的电离平衡常数1. 简述电导法测醋酸的电离平衡常数的测量原理。
电解质溶液属于第二类离子导体，它是靠正负离子的定向迁移传递电流，溶液的导电本领可用电导率来表示。
将电解质溶液放入两平行电极之间，两电极距离为l （m ），两电极面积均为A （m 2），这时溶液的电阻、电导、电导率分别为： A l A l R ⋅==κρ1 Al k cell = 1cell k l A R G κκ=== R k cell =κ 电导池常数或电极常数cell k 可用标准溶液（常用氯化钾溶液）标定。
应用同一个电导池，便可通过电阻的测量求其它电解质溶液的电导率。
溶液的摩尔电导率m Λ是指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为 1m 的两平行电板电极之间的电导，其单位为S·m 2·mol -1。
摩尔电导率与电导率和浓度的关系为：m κ=Λ无限稀释摩尔电导率∞Λm ：溶液在无限稀释时的摩尔电导率。
无论强弱电解质，此时均全部电离，符合离子独立移动定律：∞--∞++∞Λ+Λ=Λ,,m m m νν。
m Λ随浓度变化的规律，对强弱电解质各不相同，对强电解质稀溶液可用科尔劳奇（Kohlrausch ）经验公式表示：c A m m -Λ=Λ∞，将m Λ作图，外推可求得∞Λm 。
对弱电解质来说，可以认为它的电离度α等于溶液在浓度为c 时的摩尔电导率m Λ和溶液在无限稀释时的摩尔电导率∞Λm 之比，即：∞ΛΛ=mm α。
AB 型弱电解质在溶液中达电离平衡时，电离平衡常数c K 与浓度c 和电离度α有以下关系：()c c -1c 0 0 c B A -ααα达电离平衡初始+=+AB()())Λ(ΛΛ)(Λc c ααc c K m m m m c -=-=∞∞221θθθ 可改写为直线方程： ()2 ΛK Λ)(ΛK Λc c m c m m c m ∞∞-=θθθ 测出HAc 溶液不同浓度c 的电导率κ，计算出其摩尔电导率m Λ，以()m Λc c θ对m Λ1作图为一直线，从直线斜率和截距可求得∞Λm 和θc K 。
物化实验指导-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、目的要求1．了解溶液的电导，电导率和摩尔电导率的基本概念。
2．学时用电导法测定醋酸的电离平衡常数。
3．掌握电导率仪的使用方法。
二、实验关键1．浓度和温度是影响电导的主要因素，故移液管和容量瓶必须清洗干净，浓度配制要准确；测定电导时电极必须与待测溶液同时一起恒温。
2．测电导水的电导时，铂黑电极要用电导水（去离子水）充分冲洗干净，测定中电极不可互换。
三．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弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为∞Λm ，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得：∞-∞+∞Λ+Λ=Λ , , m m m∞+Λ , m 和∞-Λ , m 分别为无限稀释时的离子电导。
对乙酸在25℃时，∞Λm ＝349.82＋409＝390.8 S ·cm 2·mol －1。
一定浓度下的摩尔电导率m Λ与无限稀释的溶液中的摩尔电导率∞Λm 是有差别的。
这是由两个因素造成，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m Λ通常称为表观摩尔电导率。
根据电离学说，弱电解质的电离度α随溶液的稀释而增大，当浓度c →0时，电离度α→1。
因此在一定温度下，随着溶液浓度的降低，电离度增加，离子数目增加，摩尔电导增加。
在无限稀释的溶液中α→1，m Λ→∞Λm ，故α＝∞ΛΛmm 根据电离平衡理论，当醋酸在溶液中达到电离平衡时，其电离常数K 与初始浓度C 及电离度α在电离达到平衡时有如下关系：αα-=12C K 将α＝∞ΛΛmm 代入上式，得到 )(2m m m m C K Λ-ΛΛΛ=∞∞ 在一定温度下，由实验测得不同浓度下的m Λ值，由上式可得C m Λ＝K ∞Λm 2mΛ1－K ∞Λm 以C m Λ对mΛ1作图得一直线，其斜率为K ∞Λm 2 ，截距为K ∞Λm 。
实验六：电导法测弱电解质HAc的电离平衡常数
实验六：电导法测弱电解质的电离平衡常数一、实验目的：1、掌握惠斯登电桥法测定电导的原理。
2、学会实验测量的操作技术。
3、学会图解法求算解离度，了解电导测定的应用。
二、实验原理：电解质溶液的导电能力由电导G来量度，它是电阻的倒数，即：电导的单位是“西门子”，符号为“S”,。
将电解质溶液放入两平行电极之间，若两电极距离为l，电极面积为A，则溶液的电导为：式中电导率，其物理意义是l=1m，A=1m2时溶液的电导，其单位为S·m-1。
定义电导池系数则通常将一个电导率已知的电解质溶液注入电导池中，测其电导，根据上式即可求出K cell。
在研究电解质溶液的导电能力时，经常使用摩尔电导率,其定义为：式中c为电解质溶液的浓度，的单位是：S·m2·mol-1。
对于弱电解质（例如醋酸）来说，由于其电导率很小，所以测得的溶液的电导率应包括水的电导率，即电解质溶液是由正、负离子的迁移来传递电流的，在弱电解质溶液中，只有解离部分的离子才对电导有贡献，而在无限稀释的溶液中，电解质全部解离，其摩尔电导率是正、负离子的极限摩尔电导率之和。
即式中ν+，ν-分别为正、负离子的化学计量数，可查表得到。
与的差别来自两个因素，一是电解质的不完全电离，二是离子间的相互作用。
若溶液中离子浓度很低，彼此相隔较远，相互作用力可以忽略，则与之间的关系可表示为：(推导)式中α为弱电解质的解离度。
醋酸在水溶液中有下列平衡：其解离平衡常数为(推导)将代入上式整理可得此式称为奥斯特瓦尔德（Ostwald）稀释定律。
改写成线性方程为：以对作图得一直线，斜率为，截距为，由此可求得和(推导) ：整理可得：电解质溶液的电导通常利用惠斯登（Wheatston）电桥测量，但测量时不能用直流电源，因直流电流通过溶液时，导致电化学反应发生，不但使电极附近溶液的浓度改变引起浓差极化，还会改变两极的本质。
因此必须采用较高频率的交流电，其频率通常选为1000Hz。
电导法测定醋酸电离平衡常数---刘
电导法测定醋酸电离平衡常数---刘实验三、电导法测定弱电解质醋酸的电离平衡常数一、目的1、了解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
2、测量弱电解质溶液的摩尔电导率，并计算其电离度和电离常数。
3、掌握电导率仪的使用方法。
二、基本原理电解质溶液是靠正、负离子的迁移来传递电流的。
在弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。
在无限稀溶液中可认为弱电解质已全部电离，此时，溶液的摩尔电导率为极限摩尔电导率Λ∞m ，它可由离子极限摩尔电导率相加而得到。
一定浓度下的摩尔电导率Λ m 与无限稀溶液的摩尔电导率Λ∞m 是有区别的。
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。
故Λ m 又称为表观摩尔电导率。
()() m m U U U U α+-∞∞∞+-Λ+=Λ+ 若U U ∞++=，U U ∞--=，则m m α∞Λ=Λ 式中，α为电离度。
1 ? 1型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数K c ，浓度c （以mol ?dm –3 为单位），电离度α有如下关系： 21c c K αα=- 根据离子独立移动定律，Λ∞m 可以从离子的极限摩尔电导率计算出来，Λ m 则可以从电导率的测定求得，从而求得电离度α及电离平衡常数K c 。
三、仪器和试剂DDS-320型电导率仪1台，恒温槽1套；0.1000 mol ?dm –3醋酸溶液；0.01000 mol ?dm –3KCl 溶液。
四、操作步骤+1、调整恒温槽温度为25.0 ± 0.3℃。
2、用25ml 移液管吸取0.04M, 0.02M, 0.1M, 0.2M 醋酸各50 mL 、置于4个100ml 小烧杯中，在恒温水浴中恒温后测定其电导率。
3、用取电导水的移液管吸取50 mL 电导水注入小烧杯，等温度恒定后，测其电导率。
4、用取KCl 的移液管吸取0.1MKCl 5.0 mL 注入50ml 容量瓶中加水稀释至50ml 并定容（0.01M KCl, 将此溶液置于100ml 小烧杯中，在恒温水浴中恒温后测定其电导率。
电导法测定弱电解质的电离常数实验数据处理
五、实验数据记录与处理1、作图法求K ΘHAc 。
（1）根据公式：如果以1/Λm 对cΛm 作图，截距即为1/Λ∞m ，由直线的斜率和截距即可求得K ΘHAc 。
表一 摩尔电导率以及各溶液的浓度 （3）以1/Λm 对cΛm 作图（见图一）。
1/ΛmcΛm图一 以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图二 以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果：直线的斜率为：42664.10717；直线的截距为：28.1034 根据公式： K ΘHAc =（截距）2*10-3/斜率 =1.85*10-5通过查阅《普通化学原理》附表，知：25℃时，醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5相对误差：5.71%2、求醋酸的电离度α。
根据弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系： 求出五组不同浓度的醋酸溶液的电离度，见表二。
其中25℃下的Λ∞由表三得到。
表二 醋酸溶液的电离度 表三 不同温度下无限稀释的醋酸溶液的摩尔电导率（10S ·m /mol ）3、计算法求K ΘHAc根据公式：通过计算的方法求得K Θ，与作图法以及标准值比较，相关数据见表四。
表四 计算的方法求得K HAc根据计算的结果，只有c/16的K ΘHAc 与其他数据相差较大，这与通过作图拟合时的数据一致，通过图一中对无根数据的拟合，可以看出也是c/16的数据点偏离拟合直线比较多，应该是实验误差所致。
4、对第一次实验数据的处理以及处理结果。
注：本次实验我们小组测量了两次，原因是第一次实验测量的数据通过拟合直线虽然斜率是可靠的，但是其截距是负值，这与直线方程的截距物理意义不符合，通过询问前面几组的数据，我们发现用右侧仪器的小组数据都出现了这样一个问题，因此我们决定用另外一个仪器第二次测量。
表五 第一次测量的实验数据及相关计算数值(2)作图法求KΘHAc1/ΛmcΛm图三 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图四 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果：直线的斜率为：36293.42452；直线的截距为：-266.69365 根据公式：因为截距为负值无法加入计算，因此用表三中25℃时的摩尔电导率代入计算：求得K ΘHAc =(1/0.03908)2/斜率=1.80*10-5通过查阅《普通化学原理》附表，知：25℃时，醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5 相对误差：2.86%。
电导法测定醋酸的电离度和电离常数
实验七 电导法测定醋酸的电离度和电离常数一、实验目的1、加深对醋酸电离度，电离常数和溶液浓度与电导关系的理解。
2、学习电导法测电离度的原理和在井穴板中 进行电导率测量的操作。
3、进一步掌握溶液的配制。
二、实验原理HAc = H + +Ac — K θ =αα−12c 测不同浓度下的电离度α，采用电导法L=R 1=DA K ，其中 K：电导率或比电导s ·m -1，R:：电阻， A ：电极面积， D ：电极距离， A/D ：电极常数或电导池常数，K 仅决定于电解质的性质及其浓度。
引入摩尔电导的概念以消除浓度因素。
因此∧m ∝电解质性质。
当浓度为C （mol ·L -1） ∧m =K θ C310−(s ·m 2·mol -1) 当浓度无限稀C →0 电离度→α 1 L →极限摩尔电导∞∧一定温度下 ∞∧∧=m α 故K θ=)(2m m C ∧−∧∧∧∞∞三、电导率仪的使用 （一）、DDS —11A 型电导率仪及其使用技术1、检查、准备①接通电源前表头指针应指向零。
若不在零位，可调节表头螺丝，使指针指向表左端的零位。
②按说明书选择DJS —I 型铂黑电极1支，用待测溶液润洗电极头2次，把电极固定在电极支架上，然后插入待测溶液（浸没铂片部分）。
调节电极“常数”调节器，指向所用电极常数数值处（电极上已标明）。
③“量程”开关转到最高档（右旋到底）×104，“校正/测量”开关放在“校正”位置，“高/低周”开关放在“高周”位置。
④打开“电源”开关，“指示灯”亮，预热5—10min 。
2、校正、测量①将电极的插头插入电极插口，拧紧插口边的小螺丝。
②调节“校正调节器”，使指针指向满刻度（在表的右端）。
③将“校正/测量”开关拨向“测量”，“量程”开关由大到小地调倍率至适当的位置。
量程开关扳在黑点的档，读表面上行刻度（0—1），扳在红点的档，读表面下行刻度（0—3）。
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实验六:电导法测弱电解质得电离平衡常数一、实验目得:1、掌握惠斯登电桥法测定电导得原理。
2、学会实验测量得操作技术。
3、学会图解法求算解离度,了解电导测定得应用。
二、实验原理:电解质溶液得导电能力由电导G来量度,它就是电阻得倒数,即:电导得单位就是“西门子”,符号为“S”,。
将电解质溶液放入两平行电极之间,若两电极距离为l,电极面积为A,则溶液得电导为:式中电导率,其物理意义就是l=1m,A=1m2时溶液得电导,其单位为S·m-1。
定义电导池系数则通常将一个电导率已知得电解质溶液注入电导池中,测其电导,根据上式即可求出K cell。
在研究电解质溶液得导电能力时,经常使用摩尔电导率,其定义为:式中c为电解质溶液得浓度,得单位就是:S·m2·mol-1。
对于弱电解质(例如醋酸)来说,由于其电导率很小,所以测得得溶液得电导率应包括水得电导率,即电解质溶液就是由正、负离子得迁移来传递电流得,在弱电解质溶液中,只有解离部分得离子才对电导有贡献,而在无限稀释得溶液中,电解质全部解离,其摩尔电导率就是正、负离子得极限摩尔电导率之与。
即式中ν+,ν-分别为正、负离子得化学计量数,可查表得到。
与得差别来自两个因素,一就是电解质得不完全电离,二就是离子间得相互作用。
若溶液中离子浓度很低,彼此相隔较远,相互作用力可以忽略,则与之间得关系可表示为:(推导)式中α为弱电解质得解离度。
醋酸在水溶液中有下列平衡:其解离平衡常数为(推导)将代入上式整理可得此式称为奥斯特瓦尔德(Ostwald)稀释定律。
改写成线性方程为:以对作图得一直线,斜率为,截距为,由此可求得与(推导) :整理可得:电解质溶液得电导通常利用惠斯登(Wheatston)电桥测量,但测量时不能用直流电源,因直流电流通过溶液时,导致电化学反应发生,不但使电极附近溶液得浓度改变引起浓差极化,还会改变两极得本质。
因此必须采用较高频率得交流电,其频率通常选为1000Hz。
另外,构成电导池得两极采用惰性铂电极,以免电极与溶液间发生化学反应。
惠斯登电桥得线路如图8-1所示,其中S为交流信号发生器,R1、R2与R3就是三个可变交流变阻箱得阻值,R x为待测溶液得阻值,H为耳机(或示波器),C1为在R3上并联得可变电容器,以实现容抗平衡。
测定时,调节R1、R2、R3与C1,使H中无电流通过,此时电桥达到了平衡。
则有:即R x得倒数即为溶液得电导,即由于温度对溶液得电导有影响,因此实验应在恒温条件下进行。
本实验通过测定0、02mol KCl溶液得电阻,求得电导池系数通过测定水、醋酸溶液得电导G,分别求出其电导率根据两式计算出各浓度醋酸溶液得,最后以三、仪器与药品交流信号发生器1台恒温槽1台(图)示波器1台(图)可变电阻箱1个(图)电导电极1个(图)电导池1个(图)10mL移液管2支0、02 mol·dm-3氯化钾溶液、0、1 mol·dm-3乙酸溶液、电导水四、实验步骤1、按8-1图连接好惠斯登电桥测量线路,调节恒温槽温度至25℃。
2、测定电导水得电导。
依次用蒸馏水、电导水洗电极及电导池各三次,在电导池中装入电导水,水面高度应高于电极铂片2mm以上,放入恒温槽中恒温后,测定其电阻。
然后更换电导水,再测定两次,取其平均值。
3、测定醋酸溶液得电导。
取20mL 0、1 mol·dm-3醋酸溶液注入电导池中,测定其电阻。
用移液管从电导池中吸出10mL溶液弃去,用另一支移液管取10mL电导水注入电导池中,混合均匀,待温度恒定后,测量其电阻,如此操作,共稀释4次,即分别测定0、1、0、05、0、025、0、0125、0、00625 mol·dm-3五个浓度溶液得电阻R x。
4、测定电导池系数。
按2中所述方法测定0、02 mol·dm-3得KCl溶液得电阻,重复测定三次,取其平均值。
已知25 ℃时0、02 mol·dm-3得KCl溶液得电导κ(KCl)=0、2765S·m-1。
5、将上述测量数据及处理结果记录于下表中。
６、以对作图,由直线得斜率计算。
已知25℃时= 349、82×10-4 S·m2·mol-1,= 40、9×10-4 S·m2·mol-1。
计算出,并与作图法得到得相比较。
【实验关键提示】1、利用惠斯登电桥测定溶液得电导,关键就是找到电桥得平衡点,一般测量步骤就是,先选择R2/R1=1(理论上讲,此时所得到得结果得误差最小),再调节R3使通过示波器H得信号最小。
但在测量电导水时,由于R x较大,可选择R2/R1=10或R2/R1=100。
2、对交流信号来说,电导池R x得两个电极相当于一个电容器,这一结果使电桥两支线得位相不同,因而找不到示波器H中信号完全消失得位置,对于精确得测量,需要在电阻R3上并联一个可变电容器C1,以实现容抗平衡。
另外,为避免外来电磁波得干扰,最好使用屏蔽导线,接线柱得裸露部分尽量缩短。
3、由于温度变化会影响电导,一般在室温下温度升高1oC,电导将增加2％,因此测量时应注意保持恒温,待测液一般需恒温10 min。
4、本实验所测定得醋酸溶液及电导水得电导率都就是很小得,若其中有微量得杂质会引起很大得实验误差,因此实验过程中必须保持样品得纯度,石英蒸馏器制备得二次蒸馏水得电导率应小于1×10-4 S·m-1,测量样品得步骤遵循电导率由小到大得先后顺序,测量时电导池与电导电极要用待测液洗干净。
5.本实验所用电导电极就是镀铂黑得铂电极,镀铂黑得目得就是为了增大电极得表面积,减小电流密度,从而降低由电流引起得极化效应,因此在实验过程中不要用滤纸擦拭铂黑,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,最后浸泡在蒸馏水中。
【讨论】电导测定不仅有助于研究电解质溶液得特性,也可直接用来解决一些化学问题,诸如计算水得离子积,难溶盐得溶解度与弱电解质得解离度等。
对于这些浓度极低得体系,一般得分析方法难以精确测定。
然而,正就是由于浓度低,离子间得相互作用可以忽略,才有Λm一式成立,这便为电导法解决问题提供了方便。
根据可得:对于强电解质(如AgCl、PbSO4等)溶液,α＝1,通过与可以计算出其溶解度c;对于弱电解质(如HAc等),通过与c可以计算出解离度α。
其中可以查表得到,因此电导法解决这类问题最终归结为电导率得精确测定。
电解质溶液属于离子导体,其电阻同电子导体(如金属、石墨等)一样,也服从欧姆定律与(推导)式,因此两者测量电阻得原理与方法相同,即可以利用惠斯登电桥。
所不同得就是,电解质溶液得导电机理就是由正、负离子共同承担得,导电过程中在两电极上总就是伴随着电化学反应,这种特殊性导致在测量技术上需做如下三点改变:(1)使用交流电源;(2)因采用交流电源,所以不能用直流检流器,而改用示波器或耳机;(3)需补偿电导池得电容。
为防止电导池中溶液浓度改变而产生极化,交流电源得频率应高一些。
但就是另一方面,由于电阻箱(R1,R2,R3)存在电感与电容,电导池也有电容,因此在使用高频交流信号时,电桥平衡条件应当就是:式中Z就是阻抗(包括电阻、电容与电感),若交流信号得频率不太高,则电感与电容得影响可以忽略,此时仍然成立。
综合以上因素,交流信号得频率一般选择在1000Hz 左右。
电导电极得选用应根据被测溶液电导率得大小而定,对电导率大得溶液,应选择电导池系数大得电极;反之,则选择电导池系数小得电极。
本实验得示零装置采用示波器,其灵敏度高而且很直观,但常受到外来电磁波得干扰,若采用低阻值得耳机则可避免这种干扰,但灵敏度不高,且克服不了测量过程中得人为因素。
应用电导法测量可以解决多种实际问题,它就是电化学测量技术中最基本得方法之一,由于具有准确、快速得优点,所以在实际中得到广泛得应用,如水质得检验、电导滴定、通过测定电导确定工业用水得含盐量以及增大溶液得电导使电解时能耗降低等等。
近年来,由于实验技术得不断发展,已出现许多测定电导率得专用仪器,它就是把测出得电阻值换算成电导率直接显示在仪器上,其测量原理与惠斯登电桥类似。
通过本实验学习希望同学们能够掌握这种方法,并学会运用电导知识分析电解质溶液得一些性能。
25o C时醋酸解离平衡常数得文献值为＝1、754ｘ10-5,同学们将计算结果与此比较,分析产生误差得原因,并对本实验装置得测量精度作出评价。
【思考题】能否通过测量电极间得距离与极板面积来求得电导池系数？应如何得到电导池系数？答:不能通过测量电极间得距离与极板面积来求算电导池系数。
因为极板镀铂黑,表面凸凹不平,其面积不可能通过几何测量算准。
可以通过测量已知电导率得KCl溶液得电导算出。
(2)测电导时为什么要恒温？实验中测电导池系数与溶液电导时,温度就是否要一致？答:因为电导与温度有关,所以测量时要在恒温条件下进行。
测量蒸馏水与测量醋酸溶液得电导,两者得温度应保持一致。
而测量电导池系数(用KCl溶液)得温度可以与醋酸溶液不同,因为电导池系数与温度无关,只要使KCl溶液得电导率与温度对应即可。
(3)实验中为什么要用铂黑电极？使用时应注意什么？答:镀铂黑得目得就是为了增大电极得表面积,减小电流密度,从而降低由交流电引起得极化效应。
但使用时要注意,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。
(4)测定溶液得电导为什么要用交流电桥？能否用直流电桥？答:测量溶液得电导不能用直流电源,因为直流电通过溶液时,由于电化学反应得发生,不但使电极附近溶液得浓度改变而引起浓差极化,还会改变电极得本质。
因此必须采用交流电源,使交流电前半周在电极上产生得变化在后半周得以抵消。
实验八电导法测定弱电解质得解离平衡常数姓名:__________ 学号:__________ 地点:__________实验日期:______ 室温:__________ 气压:__________一、实验目得二、实验原理三、实验操作1.写出实验所用得仪器与药品。
2.写出实验操作步骤。
四、实验数据记录与处理1.记录KCl溶液得电导(或电阻);查表得KCl溶液得电导率κ= S·m-1。
计算电导池系数K cell。
2.记录电导水得电导(或电阻),计算其电导率κ(H2O)。
3.将测定醋酸溶液得原始数据记录于下表中:4.以Λm对作图,并计算离解平衡常数。
五、结果与讨论写出对实验结果与实验现象得分析、归纳与解释,以及通过实验所获得得心得体会等。
鼓励学员通过查阅文献,提出对实验进一步研究与改进得建议等。