弱電解質(zhì)電離平衡的實(shí)驗(yàn)探討

1、弱電解質(zhì)電離平衡的實(shí)驗(yàn)探討【實(shí)驗(yàn)方案】實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯坎⒗斫馊蹼娊赓|(zhì)在溶液中存在著電離平衡。分析并理解溫度和濃度對(duì)弱電解質(zhì)電離平衡影響的一般規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生用物理手段研究化學(xué)問(wèn)題的能力和科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)原理弱電解質(zhì)的電離同其它可逆反應(yīng)一樣，在一定條件下會(huì)建立化學(xué)平衡狀態(tài)，在此動(dòng)態(tài)平衡體系中各組分的濃度保持恒定，且當(dāng)影響平衡狀態(tài)的任一條件發(fā)生改變時(shí)，平衡將發(fā)生移動(dòng)。弱電解質(zhì)的電離度通常隨溶液溫度的升高而增大，隨溶液濃度的增大而減小。當(dāng)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變時(shí)，其電離度愈大，溶液中的自由離子數(shù)愈多，在一定濃度變化范圍內(nèi)（非過(guò)度稀釋時(shí)）離子濃度會(huì)增大，從而使溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。因此，可通過(guò)測(cè)定溶液在不同溫

2、度或不同濃度時(shí)的導(dǎo)電性來(lái)認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)電離平衡的客觀存在及溫度、濃度對(duì)電離平衡影響的一般規(guī)律。實(shí)驗(yàn)裝置圖1 濃度對(duì)弱電解質(zhì)電離度影響的實(shí)驗(yàn)裝置圖2 溫度對(duì)弱電解質(zhì)電離度影響的實(shí)驗(yàn)裝置主要用品及制作漂浮電極：在一適當(dāng)大小的塑料瓶蓋上插入兩支小鋼針，鋼針穿過(guò)蓋面約2 cm，針距約23 cm。聯(lián)接電極針的導(dǎo)線采用軟質(zhì)細(xì)導(dǎo)線，以確保電極能在液面上自由浮動(dòng)。電源：可用銅鋅原電池，其電極可在兩塊大些的銅、鋅片間夾一多孔狀絕緣片（或石棉絨等），使兩電極片盡量靠近以減小電池內(nèi)阻。若用低壓直流電源或用干電池時(shí)，附加一個(gè)變阻器以調(diào)節(jié)輸出電流。其它用品演示電流計(jì)（非演示實(shí)驗(yàn)可用靈敏電流計(jì)）、單刀開(kāi)關(guān)、軟質(zhì)細(xì)導(dǎo)線、鐵架

3、臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)（100）、燒杯（100 mL）、量杯（500 mL）冰乙酸、乙酸溶液（15）、蒸餾水。實(shí)驗(yàn)操作一、濃度對(duì)電離度的影響取一量杯（規(guī)格 500 mL、潔凈而干燥）注入適量冰乙酸，以能將電極浮起為宜。放入漂浮電極后，按圖1與電流計(jì)、開(kāi)關(guān)及電源串聯(lián)。接通電路，此時(shí)電流計(jì)指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明冰乙酸不導(dǎo)電或?qū)щ娔芰O弱。向量杯中加入少許蒸餾水，則電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生較小的偏轉(zhuǎn)。若采用低壓直流電源時(shí)表針偏角會(huì)過(guò)大，說(shuō)明電路中有較強(qiáng)的電流，應(yīng)將電流計(jì)加配附件改裝成量程適宜的安培計(jì)或在電路中串一可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證此時(shí)表針維持較小的偏角。繼續(xù)緩慢地加入蒸餾水，同時(shí)小心地?fù)u動(dòng)量杯使溶液

4、混合均勻（注意別讓溶液溢入裝有電極鋼針的塑料蓋中），觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。電流計(jì)指針的偏角改變能說(shuō)明什么問(wèn)題？可得出什么結(jié)論（弱電解質(zhì)的電離平衡是否存在，平衡如何移動(dòng)）？二、溫度對(duì)電離度的影響取一潔凈的小燒杯，注入小半杯乙酸溶液（15），置于鐵架臺(tái)上，放入漂浮電極后，按圖2與電流計(jì)、電源及單刀開(kāi)關(guān)串聯(lián)。并在燒杯的溶液中懸掛一支溫度計(jì)。接通電路，觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度，若此時(shí)偏角過(guò)大，可按上述第三步操作法進(jìn)行處置，以保證此時(shí)表針維持較小的偏角。加熱燒杯中的乙酸溶液，觀察隨溫度的上升，電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。電流計(jì)指針的偏角改變能說(shuō)明什么問(wèn)題？可得出什么結(jié)論（弱電解質(zhì)的電離平衡是否存在，平衡如何

5、移動(dòng)）？移去酒精燈，使小燒杯中的乙酸溶液自然冷卻，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度將會(huì)如何改變？說(shuō)明其道理。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)論實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（表針偏轉(zhuǎn)角度）現(xiàn)象解釋或結(jié)論總結(jié)論將冰乙酸稀釋時(shí)將乙酸溶液加熱時(shí)乙酸熱溶液降溫時(shí)問(wèn)題討論測(cè)定“濃度對(duì)電離平衡影響”時(shí)，導(dǎo)電槽選用量杯，優(yōu)點(diǎn)是冰乙酸用量小而溶液稀釋范圍大，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。但過(guò)度稀釋時(shí)，電流計(jì)表針偏角增至一定幅度后又會(huì)逐漸變小，此并非電離度在變小，而是由于溶液體積過(guò)大時(shí)，使離子濃度減小所致，實(shí)驗(yàn)中必須注意到這一點(diǎn)。測(cè)定“溫度對(duì)電離平衡影響”時(shí)，為提高可信度，當(dāng)加熱到一定溫度后，分別讀出溫度值和電流值。然后將乙酸溶液換成蒸餾水并加熱到同溫，電流計(jì)表針偏角顯然會(huì)比測(cè)乙酸溶液時(shí)要小，由此對(duì)比以排除水電離因素，從而說(shuō)明乙酸的電離度隨溫度升高而增大之正確性。并同時(shí)也證明，水的電離度也隨溫度升高而增大。使用“漂浮電極”可維