实验六:电导法测弱电解质HAc的电离平衡常数知识分享
基础化学实验实验6 电导法测定弱电解质(HAC)的电离常数

电解质溶液的电导与溶液中溶解的电解质总量及其
电离度有关。如果将含1 mol电解质的溶液放在相距1 m 的两个平行电极间,此时测得的电导,称为该电解质的 摩尔电导,用λ表示,则
k ( 1) 1000c 式中k为溶液的电导率;c为溶液的浓度。
3
实验步骤
1、恒温槽恒温至25±0.1 ℃
2、0.1 mol· L-1醋酸标准溶液的配制、标定及电导
率的测定移取1.4 mL冰醋酸于250 mL高纯水中,装入试 剂瓶、摇匀,用氢氧化钠标准溶液标定其准确浓度。 按表1,在3个50 mL烧杯中加入不同体积的醋酸 标准溶液和高纯水,将烧杯放入恒温槽中恒温5 min后,
实验 电导法测定弱电解质的 电离常数及难溶盐的溶解度
• 1 实验目的
• (1)学习电导法测定弱电解质电离常数的原理和
方法。
• • (2)学习电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法。 (3)掌握电导率仪的使用方法。
2 实验原理
在外加电场作用下,电解质溶液中的阴、阳离子会
在两电极间定向移动,形成电流。其电流、电压和电阻
(2)能否用万用表来测电解质溶液的电导? 答:不能用万用表来测量电解质溶液的电导。因为 万用表内的电池(直流电源)会与溶液形成回路,导致 电极产生电解作用,使电极表面附近的溶液组成发生变
化,从而使溶液的电阻发生改变,给电导的测量带来严
重的误差。只能用电导仪或电导率仪(采用交流电桥) 进行测量。
测定其电导率。
表1
烧杯 号 1 加入醋酸 标准溶液 体积/mL 6.00
醋酸溶液电导率的测定及电离常数的计算
醋酸溶液浓 加入纯 度 水 c / 体积/mL (mol·L-1) 18.00 电导率
电导法测弱电解质解离平衡常数实验报告

有关。为了比较不同电解质溶液的导电能力,人们引入了摩尔电导率的
概念: 在相距1m的两个平行电极之间,放入含有1mol的电解质溶液时该
溶液的电导称为摩尔电导率,用Λm表示。那么摩尔电导率与电导率之间
的关系为:
m k c
其中c为溶液的浓度。
弱电解质的解离度α随浓度的下降而增大,当溶液浓度趋于无限稀释,弱电
Байду номын сангаас
m m
k
m
c
c
k
m
α
c 2 Kc
mol.dm3 mS.dm1 mS.dm2.mol1
1
Kc mol.dm 3
注: 平均Kc =
。
六、思考题 1.影响准确测定溶液的电导率的因素有哪些? 2.实验中为什么要先校正电导池常数? 如何测定? 3.什么叫溶液的电导、电导率和摩尔电导率? 七、说明 25℃醋酸在水溶液中的Kc值为1.754×10-5mol.dm-3
电解质(如CH3COOH)Λm与c不是线形关系,故它不能像强电解质溶液
那样,从 m的 图A 外c 推至c=0处而求得Λm∞。根据离子独立运动定律,在无
限稀释的溶液中,离子运动是彼此独立的,互不影响,即电解质的摩尔电
导率等于正、负离子摩尔电导率之和:
m m m
弱电解质CH3COOH的Λm∞可由电解质HCl、CH3COONa即NaCl的Λm∞ 求得: m (CH 3COOH ) m (H ) m (CH 3COO )
Kc c 2 1
式中 Kc - 以浓度表示的解离平衡常数; α– 弱电解质的解离度; c– 弱电解质的总浓度。
已知c,测得α,即可按上式求得Kc。
测定解离度α的值采用电导法。
电导的定义是: 通过导体的电流与导体两端电势差之比。因此,电导是 电阻的倒数。电导的符号为G,电阻的符号为R,以公式表示,即
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。
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 。
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。
测HAC的电离平衡常数

吉首大学 化学实验教学中心
Experimental Chemistry Center of Jishou University
实验七十八
溶液电导的测定——测 HAC的电离平衡常数
主讲教师:杨朝霞
单位:吉首大学化学化工学院
引
言
电化学主要是研究电能和化学能之间相互 转化及转化过程中有关规律的科学 。电解质溶 液理论是其研究的主要内容之一。 能导电的物质称为导体。大致为两类,一 类是电子导体,第二类是离子导体,电解质溶 液属于第二类 ,靠正负离子的迁移传递电流。 本实验通过HAC的电离平衡常数的测定掌握一 些电化学测定方法。
实验七十 溶液电导的测定—测HAC的电离平衡常数
预习提问
1、电导法测醋酸的电离平衡常数的测量原理 ?
2、用不同的电导电极测定同一溶液的电导率时所得结果
应该怎样?为什么? 3、什么是电导水?测醋酸的电离平衡常数时为何要测电 导水的电导率?水越纯,电导率是越大还是越小? 4、实验中影响准确测定结果的因素有那些? 5、我们不知道溶液的大概电导率时首先应如何测量? 6、实验中用移液管移弃溶液时能否先用该溶液润洗?为 什么?
四、实验步骤
1、将恒温槽温度调至(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃。 2、测定电导池常数Kcell 倾去电导池中蒸馏水(电导池不用时,应把两铂黑电极浸在蒸馏水 中,以免干燥致使表面发生改变)。将电导池和铂电极用少量的 0.1mol· L-1KCl溶液洗涤2~3次后,装入0.1mol· L-1KCl溶液,恒温后, 用电导仪测其电导,重复测定三次。 3、测定电导水的电导(率) 倾去电导池中的KCl溶液,用电导水洗净电导池和铂电极,然后注 入电导水,恒温后测其电导(率)值,重复测定三次。 4、测定HAc溶液的电导(率) 倾去电导池中电导水,将电导池和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤 2~3次,最后注入待测HAc溶液。恒温后,用电导(率)仪测其电导 (率),每种浓度重复测定三次。 按照浓度由小到大的顺序,测定各种不同浓度HAc溶液的电导(率)。
电导法测定醋酸的电 离平衡常数

电解质溶液的导电能力由电导——电阻的倒数来度量。它们之间的关系为:
G = 1/R =κ·A/l
κ = G·l/A
(9-1)
κ为电导率,κ = 1/ρ;G即为电导;l/A为电导池常数
摩尔电导的定义:
在相距1m的两平行电极间,放入1 mol尔的电解质溶
液所呈现的电导,称为摩尔电导Λm。摩尔电导 Λm与电导率κ的关系为:
2.醋酸的摩尔电导和电离平衡常数的测定 ①将100ml醋酸标准溶液放入电导池中,将电导池放
入恒温槽内,同时用250 ml锥形瓶装入电导水置
于恒槽中待用,按1中的④~⑥操作,测出R0和a
值。 ②用50 ml移液管将电导池中的醋酸溶液吸出50 ml
弃掉,用另一支50 ml移液管吸取恒温好的电导水 放入电导池中,混合均匀后按1中的④~⑥操作,
实验九 电导法测定醋酸的电 离平衡常数
一 .实验目的
1.用电导法测定醋酸的电离平衡常数。 2.掌握用电桥法测量溶液电导的实验方法和
技术。
二 .实验原理
电解质溶液和金属一样服从欧姆定律:V=IR,而电解质溶液的电阻R与两极 间的距离l成正比,与浸入溶液的电极面积A成反比,即:
R =ρ· l/A
ρ-为电阻率
由式(9—6)可看出,测出某浓度下电解质的电导Biblioteka 率κ即可计算出该浓度下的电离度α。
电离平衡常数与摩尔电导的关系随电解质类型不
同而异,对1~1型电解质如HAc的电离平衡为:
HAc = H+ + Ac–
电离平衡常数为:
( ) K
=
(c ⋅α)2 c(1 − α )
=
c ⋅α2 1−α
= Λm∞
c
⋅Λ
实验六 电导法测定乙酸电离平衡 常数

实验六 电导法测定乙酸电离平衡常数一、 实验目的1、 掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及他们之间的联系。
2、 掌握由电导法测定弱电解质电离平衡常熟的原理。
二.实验原理:1.电离平衡常数K c 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∞∧m ,可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。
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∞∧m 是有区别的,这由两个因素造成,一是电解质的不完全离解,二是离子间存在相互作用力。
二者之间有如下近似关系:∞∧∧=mm α(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K c 与浓度c 和电离度α的关系推导如下:CH 3COOH →CH 3COO - + H+起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c (1-α) ca ca 则aca K c -=12(2)以式(1)代入上式得:)(Λm m2ΛΛΛc K m m c -=∞∞(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K c 。
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cΛ对1/mΛm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,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G·m-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= κ/c(5)式中c为溶液中物质的量浓度,单位为mol·m-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 = κA/ l(6)由(6)式可得κ=K G (7)cell对于固定的电导池,l和A 是定值,故比值l/A为一常数,以K表示,称为电导池常数,单位为m-1。
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实验六:电导法测弱电解质H A c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。
另外,构成电导池的两极采用惰性铂电极,以免电极与溶液间发生化学反应。
惠斯登电桥的线路如图8-1所示,其中S为交流信号发生器,R1、R2和R3是三个可变交流变阻箱的阻值,R x为待测溶液的阻值,H为耳机(或示波器),C1为在R3上并联的可变电容器,以实现容抗平衡。
测定时,调节R1、R2、R3和C1,使H中无电流通过,此时电桥达到了平衡。
则有:即R x的倒数即为溶液的电导,即由于温度对溶液的电导有影响,因此实验应在恒温条件下进行。
本实验通过测定0.02mol KCl溶液的电阻,求得电导池系数通过测定水、醋酸溶液的电导G,分别求出其电导率根据两式计算出各浓度醋酸溶液的,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、测定电导水的电导。
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、测定醋酸溶液的电导。
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-3五个浓度溶液的电阻R x。
4、测定电导池系数。
按2中所述方法测定0.02 mol·dm-3的KCl溶液的电阻,重复测定三次,取其平均值。
已知25 ℃时0.02 mol·dm-3的KCl溶液的电导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,由直线的斜率计算。
已知25℃时= 349.82×10-4 S·m2·mol-1,= 40.9×10-4 S·m2·mol-1。
计算出,并与作图法得到的相比较。
【实验关键提示】1. 利用惠斯登电桥测定溶液的电导,关键是找到电桥的平衡点,一般测量步骤是,先选择R2/R1=1(理论上讲,此时所得到的结果的误差最小),再调节R3使通过示波器H的信号最小。
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的两个电极相当于一个电容器,这一结果使电桥两支线的位相不同,因而找不到示波器H中信号完全消失的位置,对于精确的测量,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,为避免外来电磁波的干扰,最好使用屏蔽导线,接线柱的裸露部分尽量缩短。
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. 本实验所测定的醋酸溶液及电导水的电导率都是很小的,若其中有微量的杂质会引起很大的实验误差,因此实验过程中必须保持样品的纯度,石英蒸馏器制备的二次蒸馏水的电导率应小于1×10-4 S·m-1,测量样品的步骤遵循电导率由小到大的先后顺序,测量时电导池和电导电极要用待测液洗干净。
5.本实验所用电导电极是镀铂黑的铂电极,镀铂黑的目的是为了增大电极的表面积,减小电流密度,从而降低由电流引起的极化效应,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的特性,也可直接用来解决一些化学问题,诸如计算水的离子积,难溶盐的溶解度和弱电解质的解离度等。
对于这些浓度极低的体系,一般的分析方法难以精确测定。
然而,正是由于浓度低,离子间的相互作用可以忽略,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,通过和可以计算出其溶解度c;对于弱电解质(如HAc等),通过和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的精确测定。
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,也服从欧姆定律和(推导)式,因此两者测量电阻的原理和方法相同,即可以利用惠斯登电桥。
所不同的是,电解质溶液的导电机理是由正、负离子共同承担的,导电过程中在两电极上总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)需补偿电导池的电容。
为防止电导池中溶液浓度改变而产生极化,交流电源的频率应高一些。
但是另一方面,由于电阻箱(R1,R2,R3)存在电感和电容,电导池也有电容,因此在使用高频交流信号时,电桥平衡条件应当是:式中Z是阻抗(包括电阻、电容和电感),若交流信号的频率不太高,则电感和电容的影响可以忽略,此时仍然成立。
综合以上因素,交流信号的频率一般选择在1000Hz左右。
电导电极的选用应根据被测溶液电导率的大小而定,对电导率大的溶液,应选择电导池系数大的电极;反之,则选择电导池系数小的电极。
本实验的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的干扰,若采用低阻值的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的人为因素。
应用电导法测量可以解决多种实际问题,它是电化学测量技术中最基本的方法之一,由于具有准确、快速的优点,所以在实际中得到广泛的应用,如水质的检验、电导滴定、通过测定电导确定工业用水的含盐量以及增大溶液的电导使电解时能耗降低等等。
近年来,由于实验技术的不断发展,已出现许多测定电导率的专用仪器,它是把测出的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的一些性能。
25o C时醋酸解离平衡常数的文献值为=1.754x10-5,同学们将计算结果与此比较,分析产生误差的原因,并对本实验装置的测量精度作出评价。
【思考题】能否通过测量电极间的距离和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的距离和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的KCl溶液的电导算出。
(2)测电导时为什么要恒温?实验中测电导池系数和溶液电导时,温度是否要一致?答:因为电导与温度有关,所以测量时要在恒温条件下进行。
测量蒸馏水和测量醋酸溶液的电导,两者的温度应保持一致。
而测量电导池系数(用KCl溶液)的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溶液的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。
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)测定溶液的电导为什么要用交流电桥?能否用直流电桥?答:测量溶液的电导不能用直流电源,因为直流电通过溶液时,由于电化学反应的发生,不但使电极附近溶液的浓度改变而引起浓差极化,还会改变电极的本质。
因此必须采用交流电源,使交流电前半周在电极上产生的变化在后半周得以抵消。
实验八电导法测定弱电解质的解离平衡常数姓名:__________ 学号:__________ 地点:__________实验日期:______ 室温:__________ 气压:__________一、实验目的二、实验原理三、实验操作1.写出实验所用的仪器和药品。
2.写出实验操作步骤。
四、实验数据记录与处理1.记录KCl溶液的电导(或电阻);查表得KCl溶液的电导率κ= S·m-1。
计算电导池系数K cell。
2.记录电导水的电导(或电阻),计算其电导率κ(H2O)。
3.将测定醋酸溶液的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和实验现象的分析、归纳和解释,以及通过实验所获得的心得体会等。
鼓励学员通过查阅文献,提出对实验进一步研究与改进的建议等。