电解质溶液活度系数的测定
电解质溶液活度系数的测定
电解质溶液活度系数的测定一 内容提要通过测定电池的电动势E ，用作图法求得电池的标准电动势，从而由公式计算不同浓度的盐酸溶液中的离子平均活度系数及活度。
二 目的要求掌握由测得的电动势值获取离子平均活度系数的一般原理与方法。
三 实验关键1．本实验中电池的电动势，存在一个平衡的问题，电动势由小到大，也需15min 左右才能稳定不变，开始时可以较大的氢气流速把管路中的空气驱尽，随后应以稳定不变的氢气流进行工作。
2．铂黑电极有较强的吸附性能．在测定很稀的溶液时，需多次用待测液淋洗，否则可能改变电池的浓度。
四 预备知识1923年Debye 和H ückel 提出了能解释稀溶液性质的强电解质离子互吸理论，此理论假定电解质是完全解离的，并认为溶液中离子之间的相互作用中，只有库仑力起主要作用，并提出离子氛的概念。
根据这一理论推导出Debye-H ückel 公式，可定量地计算电解质平均活度系数。
Debye-H ücket 公式适用于稀溶液。
在稀溶液中，离子的平均活度系数与溶剂的性质、温度、正负离子电荷数及离子强度有关。
因此，一定温度的水溶液中，离子的平均活度系数取决于溶液的离子强度及电解质的价型。
对于同一价型的电解质溶液而言，其离子平均活度系数只随溶液的离子强度而改变，与电解质的性质无关。
五 实验原理电池(一)P t ｜H 2(100kPa)｜HCl(b)｜AgCl ｜Ag(+)的电池反应为21H2(100kPa)+AgCl(s)===Ag(s)+H +(b)+Cl -(b)其电动势为)ln(-+∙-=⊕αa a F RT E E H式中 22)()(b a a a Cl H ∙==∙±±-+γ 所以±⊕--=γln 2ln 2F RT b F RT E E移项得 y F RT E b F RT E ln 2ln 2-=+⊕ 由上式可知，只要知道E 和⊕E 就可求得离子平均活度系数。
离子选择性电极测定混合电解质溶液中离子活度系数
溶 液中某种 离子的物理或化学 的活动性 是受溶液 中存在 的
其他 离子和分子影响 ，这种作 用力包括 远程静 电力 、短程 “ 硬
１１基 本原 理 ．
离子选择性 电极（ ｎｃ ｓｌ ｔ ｅｅｅｔ ｄ，ＩＥ是 一种 电化 Ｉ ｉ ｅ ｃｉ ｌｃ ｏ ｅ Ｓ ） ｏ ｅ ｖ ｒ 学传感器 ，具有将溶 液中某 种特定离子活度转换成一 定电势的 能力 ，其 电势 与特 定离子活度的对数成线性 关系 ，且 符合 能斯
Ａｂｓｒ ｃ ： ｏ ｃ ｉ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔｉ ｘ ｄ ｅ ｅ ｔ ｌ ｔ ｏ ｕ ｉ ｎ ｗａ ｅｅ ｍ ｉ ｅ ｙ ｉｎ ｃｓ ｌ ｃｉ ｅ ｅｅ ｔｏ ｅ ｉ ｃ ａ ｇ ｄ ｗｉ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｔａ ｔ Ｉｎａ ｔ ｔ ｃ ｅ ｖｙ ｉ ｉｎ ｍｉ ｅ — ｌ ｃｒ ｙ ｅ ｓ ｌ ｔ ｓ ｔｒ ｎ ｄ ｂ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌｃ ｒ ｄ ， ｔ ｈ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｏ ｄ ｏ ｖ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ
ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｉｎａ ｔ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｓｃ ｎｒｓｅ ｅｗｅ ｎｔｅｓｎ ｌ ｅｅ ｔｏｙ ｅｓ ｌｔ ｎ ａ ｄｍｉｅ —ｌｃｒｌｔ ｏｕｉｎ． ｅｒｓ ｌ ｎ ｏ ｃｎｒ ｔ ，ｏ ｃｉ ｔ ｃ ｅ ｉｎ ｏ ｔ ｔｄｂ ｔ ｅ ｉｇｅ—ｌｃｒ ｌｔ ｏｕｉ ｎ ｘ ｄ ｅｅ ｔｏｙｅｓ ｌｔ ｏ ｖｙ ｉ ｗａ ａ ｈ ｏ ｏ Ｔｈ ｅｕｔ ｓ ｉｄｃ ｔｄｔｅｍｅｈ ｄｗａ ａ ｉ， ｉ ｌ ｎ ｅ ｉｌ，ｈ ｏ ｔ ｓ ｏ Ｉ ｓａｕ ｅｕ ｔｏ ｅｅ ｉｅｔｅａ ｔ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｎ ｉａｅ ｔ ｏ ｓｒｐｄ ｓ ｈ ｍｐｅａ ｄｆ ｘｂｅ ｔｅｃ ｓ ｗ．ｔ ｌ ｗａ ｌ ｗａ ｓｆｌ ｍｅｈ ｄｔ ｄ ｔｒ ｎ ｃｉ ｔ ｃ ｅ ｉｎ ． ｏ ｍ ｈ ｖｙ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｌｃ ｏｙｅｓ ｌｔ ｎ； ｉｎｃｓ ｌｃｉｅｅｅ ｔｏ ｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｙ ｒ ｓ ｅｅｔ ｌｔ ｏｕｉ ｒ ｏ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｌｃｒｄ ； ｃｉ ｔ ｃ ｅ ｉｎ；ｓｎ ｏ ｖ ｖｙ ｉ ｅｓｒ
水溶液中电解质活度系数的测定
水溶液中电解质活度系数的测定
电解质活度系数是指电解质在溶液中的活度与标准状态下的活度之比。
活度系数反映了电解质在溶液中的溶解度，并且对于电解质在溶液中的电离状态和电导率有重要影响。
电解质活度系数可以通过电导率测定法来测定。
在这种方法中，首先要测定溶液的电导率，然后使用电导率浓度关系式计算活度系数。
电导率浓度关系式的一般形式是：Λ= K * Λ0 * c 其中，Λ是溶液的电导率，Λ0是电解质在标准状态下的电导率，c是电解质的浓度，K 是电解质活度系数。
通常，可以使用电导率计来测定溶液的电导率，然后使用上述公式计算出电解质活度系数。
在进行测定时，要注意控制温度，因为温度对电导率有很大影响。
此外，还可以使用其他方法来测定电解质活度系数，例如离子交换分析法、高效液相色谱法等。
但是，电导率测定法是一种简单、快速、准确的方法，广泛用于电解质活度系数的测定。
当然，在进行电解质活度系数测定时，需要注意一些注意事项：
1.溶液的pH值应保持稳定，因为pH值的变化会对电导率产生影响。
2.应使用纯净的电解质和纯水进行测定。
3.溶液的温度应保持稳定，因为温度对电导率有很大影响。
4.测定时应使用清洁的装置和电导率计，以避免干扰测量结果。
5.在测定过程中，应注意保持溶液的浓度相同，以避免浓度的变化对测定结果的影响。
6.应注意校准电导率计，确保测量结果的准确性。
7.测定结束后，应及时记录测量结果，并对结果进行计算。
总的来说，电解质活度系数测定是一个简单而有意义的实验，可以帮助我们了解电解质在溶液中的溶解度和电离状态。
用离子选择性电极测定混合电解质溶液中盐的活度系数实验报告
化工专业实验报告第一部分：实验预习实验名称用离子选择性电极测定混合电解质溶液中盐的活度系数一、实验预习1.实验目的1.1学习用离子选择性电极进行电解质溶液中离子活度系数测定的基本原理和方法；1.2使用Pitzer公式计算混合电解质溶液中盐离子活度系数；1.3实验测定KCl-NaCl混合溶液中KCl的活度系数并与理论值比较。
2.实验原理离子选择性电极（Ionic selective electrode，ISE）是一种电化学敏感器，具有将溶液中某种离子活度转换为电势的能力，其电势与特定离子活度的对数值之间有线性关系，次关系符合Nernst方程：E=Eθ+klna式中：E为电池的电动势，mV；Eθ为标准状态下电池的电动势；k为电极响应斜率；a 为电解质的活度。
可以使用离子选择性电极来测量电解质溶液的活度系数。
本实验用氯离子选择电极和钾离子选择电极先测定KCl单一溶液的电位值，得到电极参数后，在测定KCl-NaCl混合溶液中KCl的电位值，得到活度系数，并与Pitzer公式计算的理论值比较。
1）单一KCl溶液的测定组成如下无液接电势的电池：K+ ISE | KClaq | Cl− ISE。
其电位值为：E KCl=E KClθ+k KCl lna KCl将KCl活度系数带入下式：a KCl=(γ±KCl m KCl)2计算出活度系数a KCl，其中m KCl为KCl的质量摩尔浓度；γ±KCl为KCl的活度系数。
作出E KCl−lna KCl图，应得到一条直线，从图中求得电极参数E KClθ与k KCl。
通过Nernst方程，可以得到理论上的斜率：k=RT nF但是在实际测量中实际斜率与理论斜率相比有一定的偏差，故定义转换系数K：K=实际斜率RT/nF×100%=实际斜率25.7×100%式中条件为T=298.15K ，n=1。
2） KCl-NaCl 混合溶液测定组成如下无液接电势的电池：K + ISE | KCl −NaClaq | Cl − ISE 。
电解质溶液活度系数的测定实验心得
电解质溶液活度系数的测定实验心得一、实验目的1.了解强弱电解质电离的差别及同离子效应。
2.学习缓冲溶液的配制方法及其性质。
3.熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积原理的应用。
4.学习离心机、酸度计、pH试纸的使用等基本操作。
二、实验原理1.弱电解质的电离平衡及同离子效应对于弱酸或弱碱AB，在水溶液中存在下列平衡：AB A++B-，各物质浓度关系满足?K? = [A+]·[B-]/[ AB]，K?为电离平衡常数。
在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子的浓度，则平衡向生成AB 分子的方向移动，使弱电解质的电离度降低，这种效应叫做同离子效应。
2.缓冲溶液由弱酸及其盐（如HAc-NaAc）或弱碱及其盐（如NH3·H2O-NH4Cl）组成的混合溶液，能在一定程度上对抗外加的少量酸、碱或水的稀释作用，而本身的pH值变化不大，这种溶液叫做缓冲溶液。
3.盐类的水解反应盐类的水解反应是由组成盐的离子和水电离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的过程。
水解反应往往使溶液显酸性或碱性。
如：弱酸强碱盐（碱性）、强酸弱碱盐（酸性）、弱酸弱碱盐（由生成弱酸弱碱的相对强弱而定）。
通常加热能促进水解，浓度、酸度、稀释等也会影响水解。
4.沉淀平衡（1）溶度积在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体及溶解的离子间存在着多相平衡，即沉淀平衡。
Ksp?表示在难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质的离子浓度（以其化学计量数为幂指数）的乘积，叫做溶度积常数，简称溶度积。
根据溶度积规则可以判断沉淀的生成和溶解。
若以Q表示溶液中难溶电解质的离子浓度（以其系数为指数）的乘积，那么，溶液中Q>Ksp?有沉淀析出或溶液过饱和；Q=Ksp?溶液恰好饱和或达到沉淀平衡；Q<Ksp?溶液无沉淀析出或沉淀溶解。
（2）分步沉淀有两种或两种以上的离子都能与加入的某种试剂（沉淀剂）反应生成难溶电解质时，沉淀的先后顺序决定于所需沉淀剂离子浓度的大小，需要沉淀剂离子浓度较小的先沉淀，需要沉淀剂离子浓度较大的后沉淀，这种现象叫做分步沉淀。
实验7电解质溶液活度系数的测定
实验7 电解质溶液活度系数的测定一、实验目的1. 掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度系数的基本原理和方法。
2. 通过实验加深对活度、活度系数、平均活度、平均活度系数等概念的理解。
学会应用外推法处理实验数据。
3. 进一步掌握电位差计的原理及其使用方法。
二、基本原理活度系数是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子，它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为：(7.1)在理想溶液中各电解质的活度系数为1，在稀溶液中活度系数近似为1。
对于电解质溶液，由于溶液是电中性的，所以单个离子的活度和活度系数是不可测量、无法得到的。
通过实验只能测量离子的平均活度系数，它与平均活度、平均质量摩尔浓度之间的关系为：(7.2)平均活度和平均活度系数测量方法主要有：气液相色谱法、动力学法、稀溶液依数性法、电动势法等。
本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度系数。
其原理如下：用ZnCl2 溶液构成如下单液化学电池：该电池反应为：其电动势为：(7.3)(7.4)根据：(7.5)(7.6)(7.7)得：(7.8)式中：，称为电池的标准电动势。
可见，当电解质的浓度m为已知值时，在一定温度下，只要测得E 值，再由标准电极电势表的数据求得，即可求得。
值还可以根据实验结果用外推法得到，其具体方法如下：将代入式（7.8），可得：(7.9)将德拜-休克尔公式：和离子强度的定义：代入到式（7.9），可得：(7.10)可见，可由图外推至时得到。
因而，只要由实验测出用不同浓度的ZnCl2 溶液构成前述单液化学电池的相应电动势E值，作图，得到一条曲线，再将此曲线外推至m=0，纵坐标上所得的截距即为。
三、仪器及试剂仪器：恒温装置一套，UJ-25 型电位差计，检流计，标准电池，直流稳压电源，电池装置，100 ml容量瓶6只，5 ml和10 ml移液管各1支，250 ml和400 ml 烧杯各1 只，Ag/AgCl电极，细砂纸。
用离子选择性电极测定混合电解质溶液中盐的活度系数实验报告
在诸多计算电解质溶液活度系数的公式中，Pitzer 公式是目前应用最广，精度最高的一
种。对于每一种电解质溶液都有三个参数M������X。对于 KCl，计算公式为：
KCl（分析纯），NaCl（优级纯），去离子水 2） 测量仪器
电子天平，离子计，K+离子选择性电极，Cl-离子选择性电极，电极测量车，磁力搅拌 器，恒温槽。
3） 装置图
4） 5） Fig.1-1 电解质溶液中活度系数的测定装置
6） 1-超级数显恒温槽；2-磁力搅拌器；3-离子活度计；4-电极测量池；5-离子选择性电极
将 KCl 活度系数带入下式：������������������������ = (������±������������������������������������������)2
计算出活度系数������������������������，其中������������������������为 KCl的质量摩尔浓度；������±������������������为 KCl的活度系数。作出
式中条件为 T=298.15K，n=1。 2） KCl-NaCl 混合溶液测定
组成如下无液接电势的电池：������+ ISE | KCl − NaClaq | Cl− ISE。 其电位值为：������������������������ = ������������������������������ + ������������������������������������������������������������ 其中：
电解质溶液的活度、活度因子
a , a , ,
无法测量
活度 aB
B B RT ln aB
aB
B
bB b
a 平均离子活度
平均离子活度因子
b 平均离子质量摩尔浓度
电解质溶液的活度、活度因子
任意电解质 M A M z A z
整体电解质的化学势为阴、阳离子化学势的代数和：
RT ln a RT ln a
（
） 1/
b 平均离子质量摩尔浓度(mean molality of ions)
b
(
b
b
)1 /
电解质溶液的活度、活度因子
a b
a
b b
γ±——可测， b±——由b可求 （强电解质）
注意
a
a a
a
(
b b
)
① a，a+， a-和 a±四种活度，都代表各自的校正浓度或有效浓度；
谢谢观看
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0.013mol
kg 1
注意 离子强度是针对溶液中的所有电解质
电解质溶液的活度、活度因子
电解质 类型 1-1 1-2 2-1 2-2 1-3 3-1 3-2 1-4
电解质 示例 NaCl Na2SO4 CuCl2 CuSO4 Na3PO4 FeCl3
Al2(SO4)3 K4[Fe(CN6)]
b
a
( RT ln a ) ( RT ln a )
(
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实验十七 电解质溶液活度系数的测定
一、实验目的
测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。
二、实验原理
将理想液体混合物中一组分B 的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B 的化学势。
B B B f a x =
B f 为真实液体混合物中组分B 的活度因子。
真实溶液中溶质B ，在温度T 、压力P 下，
溶质B 的活度系数为：
/(/)B B B a b b θ
ϒ=
其中B ϒ为活度因子（或称活度系数）。
电池：Ag ，AgC l|HCL |玻璃|试液||KCL （饱和）| 22H g C l
Hg
ψ
膜
L
ψ
（液接电势）
玻璃电极 | | 甘汞电极
A /gC l Ag
ψψ
ψ
=+膜
玻璃
22
L H /g
C l H g
ψψ=
上述电池的电动势： L
E ψ
ψ
ψ
=+-玻璃
Hg Cl /Hg
22 （1）
其中：K+0.059lg a
ψ
=膜
（K 是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数）
当实验温度为250
C 时
0.11831l g L
E K
a
ψ
ψ
ψ
=++--AgCl/Ag
Hg Cl /Hg
22 0.11831lg K a
=- K -0.1183l g
m γ=±±
（2）
上式可改写为： K -0.1183lg -0.1183lg E m
γ
=±
±
即
l g (0.1183l g
)/
K E m γ
=--±
±
（1）
根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述
关系式 0
/(/)B B B
a b b γ=l g γ±=-
所以
(0.1183lg )/0.1183K E m
--=-±
或 0.1183l g 0.3
E m K +=+ 或将不同浓度的HCl 溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm
为纵坐标，以K 。
求的K 后，再将各不同浓度m 时所测得的相应E 值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例
子活度系数γ±，同时根据22H C L a a ()H C l a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl 相应
的活度。
三、仪器药品
离子活度计、干电池、移液管若干支；0.1mol/L 盐酸溶液
四、试验步骤
1，溶液配制
分别配置0.005mol/L 、0.01mol/L 、0.02mol/L 、0.05 mol/L 及0.1 mol/L 溶液50mL 2，不同浓度的盐酸溶液的电动势测定
测定不同浓度HCl 溶液的E 。
五、数据处理
1，求E 0
将不同浓度的HCl 溶液分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm 为纵坐标，以为横坐标作图，将此曲线外推，求K 。
2，计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数γ。
3，根据公式0/(/)B B B a b b γ=及22
H C L a a ()H C l a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl
相应的活度。
六、思考讨论
1，试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。
2，当试验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？。