實(shí)驗(yàn)二：電導(dǎo)率的測定及其應(yīng)用

1、電導(dǎo)率的測定及其應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握電導(dǎo)率儀的測量原理和使用方法；2. 測定KCI水溶液的電導(dǎo)率，并求算它的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率;3. 用電導(dǎo)法測量醋酸在水溶液中的解離平衡常數(shù)K。、實(shí)驗(yàn)原理1. 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力通常用電導(dǎo) G表示，其單位是西門子,用符號(hào)S表示。如將電解質(zhì)溶液中放入兩平行電極之間， 電極間距離 為丨，電極面積為A，則電導(dǎo)可以表示為：G k-k:電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，單位為 S.mT1，I/A :電導(dǎo)池常數(shù)，單位 為m-1，電導(dǎo)率的值與溫度、濃度、溶液組成及電解質(zhì)的種類有關(guān)。在研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力時(shí)，常用摩爾電導(dǎo)率A m來表示,其單位為S.m2.mol-1 o A m與電

2、導(dǎo)率k和溶液濃度c的關(guān)系如下所示:2. 摩爾電導(dǎo)率A m隨著濃度的降低而增加。對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)而言，其變化規(guī)律可以用科爾勞斯(Kohlrausch)經(jīng)驗(yàn)式表示：m為無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。在一定溫度下，對(duì)特定的電解質(zhì)和溶劑來說，A為一常數(shù)。因此，將摩爾電導(dǎo)率A m對(duì) C作圖得一直線,將直線外推與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)即為無限稀釋摩爾電導(dǎo)率m。3. 在弱電解質(zhì)的稀薄溶液中，離子的濃度很低，離子間的相互作用可以忽略。因此，在濃度 c時(shí)的解離度a等于摩爾電導(dǎo)率A m和無限稀釋摩爾電導(dǎo)率m之比，即用下式表示：在一定溫度下，對(duì)于AB型弱電解質(zhì)在水中電離達(dá)到平衡時(shí)有如 下關(guān)系：AB = A + B 開始 c 00平衡時(shí) c(

3、1- a ) C a C a該反應(yīng)的解離平衡常數(shù)K與解離度a有如下關(guān)系：K2C2C m1m( mm)1C m1mK( m)2m由此可以看出，如果測得一系列不同濃度AB型溶液的摩爾電導(dǎo)12 率Am,然后以1/A m對(duì)CA m作圖可得到一條直線，其斜率為K( m)如果知道無限稀釋摩爾電導(dǎo)率m的數(shù)據(jù)，即可求得解離平衡常數(shù)K。三、儀器與藥品SLDS-I型數(shù)顯電導(dǎo)率儀；DJS-1C型鉑黑電極；SYP-皿型玻璃 恒溫水槽； 25mL 移液管； 250ml 錐形瓶； 50ml 量筒； 100ml 量筒； KCl溶液(O.lmol丄-1); HAc溶液(0.1 mol.L-1);蒸餾水；濾紙；洗 耳球四、實(shí)驗(yàn)

4、步驟1. 調(diào)節(jié)恒溫水槽溫度為25C，打開電導(dǎo)率儀預(yù)熱10分鐘。2. 配制0.1mol.L-1KCI溶液100 mL。用移液管吸取 25mL 0.1mol.L-1KCI溶液于錐形瓶中，在另一錐形瓶中放入 250 mL電導(dǎo)水 以備稀釋溶液用，將二者放入恒溫水池中恒溫 10分鐘。3. 待電導(dǎo)率儀穩(wěn)定后，可測定已恒溫 KCl 溶液的電導(dǎo)率，讀三 次數(shù)，取其平均值。用蒸餾水清洗電極后浸泡于蒸餾水中待用。4. 用移液管移取 25mL 恒溫蒸餾水于 KCl 溶液錐形瓶中，均勻 混合，此時(shí)KCl溶液濃度為0.05 mol.L-1，將其恒溫10分鐘。測定其 電導(dǎo)率，讀數(shù)三次，取平均值。用蒸餾水清洗電極后浸泡于蒸

5、餾水中 待用。5. 同上法操作，用移液管分別移取( 50mL， 100mL， 50mL) 已恒溫蒸餾水分別加到 KCl 溶液錐形瓶中，均勻混合，此時(shí) KCl 溶 液濃度分別為(0.025 mol丄-1，0.0125 molL-1, 0.0100 mol.L-1)。將其 分別恒溫 10 分鐘。并分別測定其電導(dǎo)率，每次測定讀數(shù)三次，取其 平均值。用蒸餾水清洗電極后浸泡于蒸餾水中待用。6. 用移液管移取25mL，0.1molL-1的醋酸溶液于錐形瓶中，恒 溫10分鐘后測定其電導(dǎo)率，讀數(shù)三次取平均值。用蒸餾水清洗電極 后浸泡于蒸餾水中待用。7. 用移液管分別移取(25mL, 50mL, 25mL)已恒

6、溫蒸餾水分 別加到醋酸溶液錐形瓶中，均勻混合，此時(shí)醋酸溶液濃度分別為(0.050 mol.L-1, 0.025 mol.L-1, 0.020 mol.L-1)。將其分別恒溫 10 分 鐘。并分別測定其電導(dǎo)率，每次測定讀數(shù)三次，取其平均值。用蒸餾 水清洗電極后浸泡于蒸餾水中待用。8. 測定相同溫度下蒸餾水的電導(dǎo)率。即：k (數(shù)據(jù)處理)二k (測 定值)-k (水)9. 實(shí)驗(yàn)完畢，清洗所用儀器。整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)等待實(shí)驗(yàn)老師檢查后 方可離開。五、數(shù)據(jù)及處理1. 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中。(1) 不同濃度KCl溶液的電導(dǎo)率項(xiàng)目KCl溶液12345濃度Cmol 丄-1長電導(dǎo)率kS.m-1摩爾電導(dǎo) 率A mS.m2

7、.mol-1以摩爾電導(dǎo)率A m對(duì)二作圖得一直線，將直線外推可以求得 25C下KCI溶液的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率m(2) 不同濃度醋酸溶液的電導(dǎo)率項(xiàng)目醋酸溶液12345濃度Cmol 丄-1電導(dǎo)率kS.m-1摩爾電導(dǎo) 率A mS.m2mol-11/ A m12以1/ A m對(duì)CA m作圖得一直線，其斜率為K( m)，醋酸的 m 從實(shí)驗(yàn)書101頁表3.12.1中查找，便可以求得醋酸的解離平衡常數(shù) K。 并根據(jù)公式計(jì)算解離度a六、注意事項(xiàng)1. 使用電極時(shí)要小心謹(jǐn)慎，每次測量完畢都要用蒸餾水沖洗后 浸泡于蒸餾水中，切忌不可測完直接浸泡在蒸餾水中。2. 當(dāng)電極從蒸餾水中取出進(jìn)行測量時(shí)，要用濾紙將電極上的水 吸

8、干后再置于待測溶液中進(jìn)行測量。3. 每次加完蒸餾水后最好震蕩錐形瓶使溶液混合均勻。七、思考題1. 請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因。2. 使用電極時(shí)應(yīng)該注意什么？3. 為什么要測定同溫度下蒸餾水的電導(dǎo)率？SLDS-I型數(shù)顯電導(dǎo)率儀操作規(guī)程一、操作步驟1. 插上電源，打開電導(dǎo)率儀預(yù)熱10min,此時(shí)指示燈顯示在“校 準(zhǔn)”檔。2. 用溫度計(jì)測定被測液的溫度，將“溫度補(bǔ)償”旋鈕的標(biāo)志線置 于相應(yīng)的位置，當(dāng)“溫度補(bǔ)償”在 25C時(shí)，沒有補(bǔ)償作用。即儀器 默認(rèn)被測定液態(tài)的溫度為25C。3. 調(diào)節(jié)“常數(shù)”旋鈕，即把旋鈕置于與使用電極的常數(shù)相一致的 位置上。(1) 對(duì)DJS-1C型電極，若電極常數(shù)為0.92，則調(diào)

9、“常數(shù)” 旋鈕 使顯示9200 (忽略小數(shù)點(diǎn))。(2) 對(duì)DJS-10C型電極，若電極常數(shù)為9.5，則調(diào)“常數(shù)” 旋鈕 使顯示950 (忽略小數(shù)點(diǎn))。(3) 對(duì)DJS-0.1C型電極，若電極常數(shù)為0.11，則調(diào)“常數(shù)” 旋 鈕使顯示1100 (忽略小數(shù)點(diǎn))。(4) 對(duì)DJS-0.01C型電極，若電極常數(shù)為0.01 ,則調(diào)“常數(shù)”旋 鈕使顯示1000 (忽略小數(shù)點(diǎn))。4. 按下“測量”開關(guān)，使指示燈顯示在“測量”檔，待數(shù)值穩(wěn)定 后即為該被測液的電導(dǎo)率值。測量中，若顯示屏顯示“ OUL,表示被 測值超出測量范圍，應(yīng)置于高一檔量程來測量；若讀數(shù)很小，應(yīng)置于低一檔的量程來測量。二、注意事項(xiàng)1.在測量高純水時(shí)應(yīng)避免污染。2. 溫度補(bǔ)償采用固定的