电导的测定及应用

1、4 A d徂号晚物理化学实验报告实验名 称：电导的测定及其应用学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工094姓名：学号指导教师：日期：2011年4月18日同组同学：、实验目的测定KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率;用电导法测定醋酸在水溶液中的解离平衡常数；掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。二、实验原理电解质溶液的导电能力通常用电导G来表示，它的单位是西门子（Siemens）,用符 号S （西）表示。若将某.电解质溶液放入两平行电极之间，设电极间距为1,电极面积为A, 则电导可表示为：二K（11 一 1）（11 一 1）式中，火为该电解质溶液的电导率，单位为Sm-1,它的数

2、值与温度、溶液组成 及电解质种类有关；1/A称为电导池常数；它的单位为m-1。在讨论电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率A这个物理量，它与电导率k、溶 液浓度c之间的关系如下：mA =k/c（11 一 2）摩尔电导率的单位为Sm2mo1-1.人“总是随溶液浓度的降低而增大。对强电解质稀溶液而言，其变化规律用科尔劳施 （Kohlrausch）经验公式表示：A = A A：c（11 一 3）（11 一 3）式中，A“为无限稀释摩尔电导率。对特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下， A是一个常数。所以将人“对：作图得到的直线外推，可求得该强电解质溶液无限稀释摩 尔电导率A 8。m对弱电解质，其A 8

3、无法利用（11 一 3）式通过实验直接测定，而是根据离子独立运 动定律，应用强电解质无限稀释摩尔电导率计算出弱电解质无限稀释摩尔电导率，也可以 从正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和求得：A =v A +v Am + m, + m,（11 一 4）在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略，可以认为 它在浓度为c时的解离度a等于它的摩尔电导率A”与其无限稀释摩尔电导率A之比, 即：mma=A / A m m （11 一 5）对1 一 1型弱电解质，例如醋酸，当它在溶液中达到解离平衡时，有：HAc。H+ +Ac该反应的标准解离平衡常数K与浓度为c时解离度a之间有如下关系：

4、ca ca 2c 0 （1a）（11 一 6）(11 一 6)式中c为溶质B的标准浓度，c=1.00moldm*合并(11 一 5)和(11 一 6)两式， 即得：（11 一 7）(11 一 7)式可改写为:1 二1 二Am（11 一 8）CAm+_! HYPERLINK l bookmark38 o Current Document cKe ）2Amm(11 一 8)式为奥斯瓦尔德(Ostwald)稀释定律。根据(11 一 8)式，以1/Am对cAm作图可 得一直线，其斜率为1/cK(AmQ2。根据前面所给醋酸的无限稀释摩尔电导率A 数 据，即可求得K。m三、实验仪器、试剂仪器：梅特勒326

5、电导率仪1台；电导电极1支；25cm3移液管3支;量杯(50ml)2只；洗瓶1只；洗耳球1只。药品:KCl 溶液(c = 0.0100moldm-3)；醋酸溶液(c=0.100moldm-3)；电导水。四、实验步骤准备打开电导率仪开关，预热5min。电导池常数的测定将电导电极用0.0100moldm-3 KCl溶液淋洗3次，用滤纸吸干(注意滤纸不能擦 及伯黑)后，置入己恒温的KCl溶液中。把电导率仪的频率开关扳到“高周”挡。将电导率仪的量程开关扳到“ X103”挡，调整电表指针至满刻度后，将“校正、 测量”开关扳到“测量”位置，测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导。读取数据3次，

6、取平均值。根据(11 一 1)式，求出电导池常数l/A(0.0100moldm-3KCl溶液的电导率(见 附表)。将电导池常数调节器旋在己，求得的电导池常数的位置.重新调整电表指针至满 刻度。 测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率。此时仪表示值应与该实验温度下 0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率的文献值一致。如不一致，重复步骤(2)的操作。在调 整好以后，就不能再旋动电导池常数调节器。KCl溶液的电导率测定如上所述，测量0.0100moldm-3 KCl溶液的电导率，并记录数据；取一支洁净的25cm3移液管，准确量取25.00cm3己恒温的电导水，加入原先的KCl 溶

7、液，使KCl溶液的浓度稀释至0.0050 mol-dm-3，恒温2min，测定其电导率，读取数据 3次，取平均值。在此后的测量中，随着待测溶液电导率的变化，要调整电导率仪的量程 开关及其对应的频率(高、低周)开关，以达到使电表指针在表头上偏转最大的目的，从而 能精确地进行测量；依次分别加入50.0、100、200cm3己恒温的电导水，恒温2min后，测量各种不同浓 度的KCl溶液的电导率。醋酸溶液的电导率测定将电导电极分别用电导水及0.100moldm-3HAc，溶液各淋洗3次,用滤纸吸干；用移液管准确量取0.100mol-dm-sHAc溶液25.00cm3，放入三角烧瓶中，将其放置 在恒温槽

8、内恒温5min,测定其电导率；依次分别加入25.0,50.0,25.0cm3电导水，恒温2min后，测量各种不同浓度的HAc 溶液的电导率。电导水的电导率测定将电导电极用电导水淋洗3次，放入己恒温的电导水中。把电导率仪的频率开关扳到 “低周”挡，量程开关扳到“ X1”挡。恒温2min后，测量电导水的电导率。整个实验结束后，将电导电极用电导水洗净，养护在电导水，关闭各仪器开关。五、数据记录与处理1.数据记录(2)测定HAc(2)测定HAc溶液的电导率：电导水的电导率K(HO)/(Sm-1): 0.0019。 2C (molm-3)K(Sm-1)K(Sm-1)K(Sm-1)K(Sm-1)第1次第2

9、次第3次平均值0.1000.06140.06140.06140.06140.0500.04240.04230.04220.04230.0250.02860.02860.02860.02860.01250.02030.02010.02010.0202大气压力：100.79KPa；室温:20.3C；实验温度：18.5C(1)测定KCl溶液的电导率：C (molm-3)K(Sm-1)K(Sm-1)K(Sm-1)K(Sm-1)第1次第2次第3次平均值10.00.13980.13960.13970.13975.000.07250.07270.07260.07262.500.03760.03770.037

10、60.03761.250.01940.01940.01950.01940.6250.01070.01060.01070.01072.数据处理(1)将KCl溶液各组数据填入下表内:C/(molm-3)10.05.002.501.250.625A /(Sm2mol-1)0.013970.014520.015040.015520.01712Jc /(mol1/2 m-3/2)3.162.241.581.120.79以KCl溶液的Am对作作图如下:此直线方程为：Am=0.01727-0.00115VC ；由直线的截距求出KCl的A 8为0.01727 Sm2mol-1(2) HAc溶液的各组数据填入下

11、表内：Hac 的原始浓度：0.09300 mol-dm-3C/(mold m-3)K(S-m-1)Am/(SE mol-1)1/Am/(S-1m-2mol)cAm(S-m-1)aKx105x1050.093000.05950.0006401562.50.05950.016382.502.23750.046150.04040.0008771148.10.04040.022452.370.023250.02670.001148871.10.026 70.029382.070.011630.01830.001574635.30.01830.040291.97表中k为所测HAc溶液的电导率，k为扣去同温下电导水的电导率k(HO)后的数值，2即：k = kk(H O)2求出HAc溶液标准解离平衡常数的平均值Ko。以HAc溶液的1/Am对cAm作图，由直线的斜率求算Ko,并与Ko进行比较。IM m此直线方程为：cAm=-0.01132+4.448*10-5*(1/Am)；所以 cK(Am8)2=4.4478*10-5。代入数据解得K=2.63 *10-5误差为：(2.6312*10-52.2375 *10-5)/ 2.2375*10-5=0.175六、结果与讨论一、误差分析实验中平衡常数的误差较大，造成误差的原因可能有：电导率