电解质溶液活度系数的测定

1、志比昆金摩竞泌河物理化岩实验推告实验名称：电解质泳液活度条教的测定学 号：班 级：有色冶会姓 名：实验日期：2014-3-13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。fB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：YB = aB/（/b）其中Yb为活度因子（或称活度系数）。电池：Ag, AgCl|HCL| 玻璃 | 试液 | |KCL （饱和）| Hg2Cl2 HgW膜吃（液接电势）玻璃电板1 |

2、甘汞甬极璃心依寸膜*g快上述电池的电动势：E =甲 +乎-匕 （1）Hg2Cl2/Hg L 玻璃其中：# =K+0 0591ga （K是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数） fl大当实验温度为25叱时E = W+匕+但 -K-0.118311gaHg2C12/Hg L Agci/AgK - 0.118311g a= K-0.11831gym(2)上式可改写为：E = K-0.1183 lgZ-O HS3 1g艮 P lg7+ = (K-E-0.11831gnij_)/0.1183 (1)根据得拜一一休克尔极限公式，对11价型电解质的稀溶液来 说，活度系数有下述关系式/B = aB /哩小)

3、lg = -Ax/m所以 (K-E-0 118311)/0.1183 = -A7m或E + 0.11831gm=K + 0.1183Ax/m或将不同浓度的HC1溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势 E值，以0. U831gm 纵坐标，以而为横坐标作图，可得一曲线， 将此曲线外推，即可求得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Y 土，同时根据aHCL = a：aa = a =(ai宜之关系，算出各溶液中 HC1相应的活度。三、仪器药品仪器：离子活度计、干电池、移液管若干支；药品：0. Imol/L盐酸溶液。四、试验步骤1

4、、溶液配制分别配置 0.005mol/L、0. Olmol/L、0. 02mol/L、0.05 mol/L 及0. 1 mol/L 溶液 50mL2、不同浓度的盐酸溶液的电动势测定测定不同浓度HC1溶液的E。五、数据记录1、配置不同浓度的盐酸溶液所需0.1 mol/LHCl溶液如下:Crci/ mol/LCrci/ mol/L0.0050.01Vnci/ml2.55V 水/ml47.5450.020.050. 1102550402502、不同浓度的50mL盐酸溶液的电动势的测定Crci /mol/L0.0050.010.020.050. 1电动势-0.2599-0.2780-0.2960-0.

5、3264-0.3652E V-0.2600-0.2782-0.2961-0.3260-0.3656E (平均)V-0.2595-0.2781-0.2961-0.3262-0.3654六、数据处理1、根据E值和质量摩尔浓度m及其他值绘制曲线求K，值。对于一般稀溶液来说，其密度近似等于水的密度，可以近似认为C (mol/L) =m (mol/kg),这种近似常用于计算中。由 m = Gri/p水，其中 p水二 1. 0 Kg/m3o 可计算出 E+0. U831gm和面。数据如下表：Crci /mol/L0.0050.010.020. 050.1E V-0.2595-0.2781-0.2961-0

6、. 3262-0. 3654mmol/kg0.0050.010.020. 050.10E+0. 11831gm-0.5317-0. 5147-0.4971-0.4801-0.4837Vni0.0710. 100. 1410.2240.316将不同浓度的HC1溶液分别测出其相应的电动势E值，以E+0. 11831gm为纵坐标，以海为横坐标作图，将此曲线外推，求K。5454-O1 5 -O25 1 5 -O25 -O35 -O7 8 9 5 .4.4.40. -0-0-0 Em_m8TJ.0+LLJVm有图可求出K = -0. 53382、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数八将各不同浓度的m时

7、所测得的相应E值代入lgz =1/0. 1183 (k - E - 0. 11831g*m)可计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数/oIgx =1/0. 1183(kz - El- 0. 11831gm)=1/0. 1183 (-0. 5338 + 0. 2595 - 0. 11831g0. 005)=-0. 0177Y =0. 9600lg，2 =1/0. 1183(kz - E2- 0. 11831gm)=1/0. 1183 (-0. 5338 + 0. 2781 - 0. 11831g0. 01)=-0. 1614乙=0.6896lgz3 =1/0. 1183(kz - E3- 0.

8、11831gm)=1/0. 1183 -0. 5338 + 0. 2961 - 0. 11831g0. 02)=-0.31037 3 =0. 4894lgz4 =1/0. 1183(kz - Ej- 0. 11831gm)=1/0. 1183 -0. 5338 + 0. 3262 - 0. 11831g0. 05)=-0. 5438匕二 0.2829=1/0. 1183(kz - E5- 0. 11831gm)=1/0. 1183 (-0. 5338+ 0. 3654 - 0.11831g0. 1)二一0. 4235，5 = 0.37713、根据公式= aB/(bB/b)及ag = a=(冷叫

9、)，之关系，算出各溶液中HC1相应的活度。由公式可计算出乙常二(0. 9600*0.005) 2= 2.304 * 105七=(z2m2)2 二(0.6896*0. 01)= 7. 562 * 10-5 人3 =。加尸二(0.4894*0. 02)= 9. 580 * 10-5ZB4 = (ST 二(0.2829*0. 05) 2= 2.000 * 10-4 人5 =(皿)(0.3771*0. 1尸二 2.304 * 10七、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。答：平均离子活度系数士的测定，测定土的方法有溶解度法、 依数性法及电动势法。其中以电动势法最简便。用电动势法测电解质 离子的7士时，常利用该电解质溶液设计出一个原电池。设计此原电 池的条件是：它的电池反应中只含该电解质溶液而无其它溶液。如测 定HC1水溶液HC1的7