电导的测定.doc

一、实验目的和要求1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导的概念2、掌握电导率仪的使用方法3、 掌握交流电桥测量溶液电导的实验方法及其应用二、实验内容和原理1、电导率的概念电导是描述导体导电能力大小的物理量，以G来表示其中l/A为电导池常数，以Kcell来表示，为电导率。通常由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中用一种已知电导率的溶液先求出电导池的常数Kcell，然后再把欲测的的溶液放入该电导池中测出其电导值，在根据上式求出其电导率。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Lm表示。摩尔电导率与电导率的关系为 在很稀的溶液中，强电介质的摩尔电导率与其了、浓度的平方根成直线函数。用公式表示为： 若通过浓度的平方根与摩尔电导率作图，外推即可求得无限稀释时的摩尔电导率。2.惠斯登电桥基本原理如图所示的电路图中，实验中，通过调整电桥上的示波器，使得通过其上的电流为零，即表明C点和D点的电势相等，可以等到如下关系:亦即通过调节电桥臂的比值，就可以得出Rx的值。三、主要仪器设备仪器：音频振荡器1台；示波器1台；电导率仪；电导池；铂电极1支；转盘电阻箱3只；恒温槽装置1套；50mL移液管4支；100mL容量瓶4个试剂：0.02mol/dm3标准KCl溶液，0.1mol/dm3标准醋酸溶液四、操作方法和实验步骤1、溶液的配制用0.02mol/L的KCl溶液配制不同浓度的KCl溶液，其浓度分别为0.02、0.02/2、0.02/4、0.02/8、0.02/16。并分别做好标记，放入25的恒温槽中备用。2、电路的连接按照上图连接好电路图。注意需要按照电路图中ABCD四个点来连线。3、测定不同浓度的KCl溶液的电阻将电极插入溶液中，按照浓度依次升高的顺序分别测定5个溶液的电阻值。将电桥臂按照1：1、1：2、1：3三种形式进行测量。记录测定出来的数据。4、用电导率仪来测定自来水和去离子水的电导率首先对于使用高调还是低调进行估计和判断，如果电导率大于30010-4S/m，则使用高调，反之则使用低调。在测量之前首先要校准，即在校准档将指针调至最大。测量时同样要注意从大量程向小量程调，最终达到精确。五、实验数据记录和处理25时0.02mol/dm3KCl溶液的电导率为0.2765S/m1、 电导池常数 R1/W R2/W R3/W R/W G/S Kcell/Sm-11 1000 1000 222 222 4.5010-3 61.4442 1000 2000 446 223 4.4810-3 61.7193 1000 3000 666 222 4.5010-3 61.444Kcell平均 61.536 2、25时的结果KCl浓度/molL-1 KCl浓度mol/m3 KCl浓度平方根 次数 R1/W R2/W R3/W R/W G/S k/ Sm-1 m/Sm2mol-10.02/16 1.25 1.118033989 1 1000 1000 3322 3322 0.0003010 0.018522 0.0148176 2 1000 2000 6645 3 1000 3000 9965 0.02/8 2.5 1.58113883 1 1000 1000 1702 1704 0.000587 0.036122 0.0144488 2 1000 2000 3410 3 1000 3000 5118 0.02/4 5 2.236067977 1 1000 1000 844 880 0.0011364 0.06993 0.013986 2 1000 2000 1690 3 1000 3000 2538 0.02/2 10 3.16227766 1 1000 1000 447 447.5 0.0022346 0.137508 0.0137508 2 1000 2000 895 3 1000 3000 224 0.02 20 4.472135955 1 1000 1000 226 226.8 0.0044092 0.271325 0.0135663 2 1000 2000 453 3 1000 3000 114 以KCl浓度的平方根对m作散点图并进行线性回归分析得到如下图形： 3. 的计算 通过图所拟合的线性回归方程可知，当 =0时，m=0.015 Sm2mol-1，即 =0.015 Sm2mol-1六、实验结果与分析查阅KCl溶液 的标准值为0.01499 Sm2mol-1则可以计算其相对误差 Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667七、讨论与心得1、实验中不必扣除水的电导。因为经测定，实验所使用的去离子水的电导与待测溶液的电导相差几个数量级，因此不会对实验结果产生很大的影响。2、溶液配制时的问题：溶液时由大浓度向小浓度一瓶一瓶稀释过来的。一旦某一瓶配制出现偏差，则将影响到后面的几瓶，因此在溶液配制的时候要及其小心，我认为这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。3、浓度较小时，信号不明显，即某个电阻改变一个大阻值，其示波器的变化不大，可能会导致大的偏差。思考题：1、如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？答：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。对弱电解质而言，溶液浓度降低时，摩尔电导率也增加。在溶液极稀时，随着溶液浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。2、为什么要用音频交流电源测定电解质溶液的电导？交流电桥平衡的条件是什么？答：使用音频交流电源可以使得电流处于高频率的波动之中，防止了使用直流电源时可能导致的电极反应，提高测量的精确性。3、电解质溶液电导与哪些因素有关？答：电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。4、