电导法测定乙酸电离平衡常数

1、电导法测定乙酸电离平衡常数一.目的要求（1）掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系；（2）掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。二.实验原理1 .电离平衡常数Kc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区别的，这由两个因素造成,是电解质的不完全离解,与无限稀释的溶液的摩尔电导率二是离子间存在相互作用力。m是有 二者(1)之间有如下近似关系:式中为弱电解质的电离度。对AB型弱电解质, 浓度C和电离度如乙酸（即

2、醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与的关系推导如下：CHCOOHR CHCOO + H +起始浓度平衡浓度 则CC(1 Kc(2)以式（1）代入上式得:Kc因此，只要知道m和将式（2）整理后还可得:m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数Kc ；21c K mc m c m(4)由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率1mc对一m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Gm-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

3、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：kmc式中c为溶液中物质的量浓度，单位为在电导池中，电导的大小与两极之间的距离AGk一l一-3mol,m。l成反比，与电极的面积A成正比。由（6）式可得:k-GKceiiGA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时表示，称为电导池常数，单位为m1。为了防止极化，通常将钳电极镀上一层钳黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将已知电导率k的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000molL-1KC1溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由（7）式算得电导池常数Kce11oceil当电导池常数Kceii

4、确定后，就可用该电导池测定某一浓度C的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出k,将c、k值代入（5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。在这里，m的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即：mvm,vm,（8）不同温度下醋酸m的值见表2.5。不同温度下醋酸m的值（Sm2mol-1）温度/K298.2303.2308.2313.2_2m><103.9084.1984.4894.779三.仪器和试剂DDBJ-350g携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧

5、杯、锥型瓶，移液管（25mL;0.0200molL-1KCl标准溶液，0.200mol-L-1HAc标准溶液四.实验步骤1 .调节恒温水槽水浴温度至25c（室温偏高，则水浴温度调节到35C）。将实验中要测定的溶液恒温。2 .校准便携式电导率仪的电导池常数按下电导率仪“on/off”键打开仪器一按或键到con（通常打开即是此模式）一按“模式/测量”键到模式状态一按或键调节模式状态，至左下角出现CONF按或键至左下角出现CA按“确定”键，按“确定”键，左下角出现CA-M按或键调节0.02mol/L的KCl溶液的电导率大小至0.276S/m（35C时为0.331S/m）,按“确定”键出现标定好的电导

6、池常数，再按“确定”键输入电导池常数。按“模式/测量”键到测量状态。3 .测量醋酸溶液的电导率标定好电导池常数后，将两电极用蒸储水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到0.2mol/L25mL醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1mol/L。此时不要将电极取出。测量后，用标有“0.1”字样的移液管吸取25mL溶液弃去，用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L、0.0125mol/L醋

7、酸溶液的电导率。记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。4 .用蒸储水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸储水的锥形瓶中以备下一次实验用。五.数据处理（1）.将原始数据及处理结果填入下表：浓度c/molL-1£1/Sm1£2/Sm1£3/Sm1K平均/Sm1m/G2S-m-mol-1mc1mKc0.17790.07450.07460.07470.07460.00041937.45935E-052384.92732.0309E-050.088950.05240.05250.05250.052470.00058995.24716E-051695.202

8、62.0267E-050.044750.03720.03730.03730.037270.00083283.72678E-051200.76852.0322E-050.02223750.02640.02640.02640.02640.00118722.64004E-05842.31812.0292E-050.011118750.019060.019070.019080.019070.00171511.90698E-05583.05642.0315E-05实验测定电离平衡常数KC平均值=2.03E-05m及电离平衡(2).根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，求出各相应的摩尔电导率八常数Kco实验温度：25CE1,(3).用mc对作图或进行线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数KCm摩尔电导率浓度之积和摩尔电导率倒数关系图摩尔电导率倒数/皿01 s-l UI-2¥ 5/史嘿EE小<耕肿衽长跚22由图知，直线斜率为3.1x108,又因为斜率表不为mKc所以可得：mKc=3.1x108,得KC=2.03x105。六.注意事项：1 .计算m和Kc时，需注意浓度c单位的区别，详见原理部分。2 .温度对溶液的电导影响较大，因此测量时应保持恒温。七思考题:1电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？答：不能。测定电导池