物化實驗報告5-電導的測定及其應用

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上一、實驗目的1、測量KCl水溶液的電導率，求它的無限稀釋摩爾電導率；2、用電導法測量醋酸在水溶液中的解離平衡常數(shù)；3、掌握恒溫水槽及電導率儀的使用方法。二、實驗原理1、電解質溶液的導電能力通常用電導G來表示，單位為西門子用符號S表示，若將某電解質溶液放入兩平行電極之間，設電極間距離為1，電極面積為A，則電導可表示為：G=*A/l (1)其中為電導率，其物理意義：在兩平行而相距1m，面積均為1m2的兩電極間，電解質溶液的電導率，其單位以SI制表示為s*m-1，(l/A)為電導池常數(shù)，以Kcell表示，單位為m-1。通常由于電極的l和A不易精確測量，因此在實驗中用一種已知

2、電導率的溶液先求出電導池的常數(shù)K cell，然后再把欲測的的溶液放入該電導池中測出其電導值，在根據(jù)上式求出其電導率。在討論電解質溶液的導電能力時常用摩爾電導率Lm表示。溶液的摩爾電導率是指把含有1mol電解質的溶液置于相距為1m的兩平行板電極之間的電導，單位為S*m2mol-1 。 摩爾電導率與電導率的關系： Lm=/c (2)其中c為溶液濃度，單位為mol*m-3。 2、在很稀的溶液中，強電介質的摩爾電導率與其濃度的平方根成直線函數(shù)。用公式表示為：Lm=LmA *c-1/2 (3)3、對于弱電解質溶液而言，其Lm無法利用上式通過實驗來直接測定，但在其無限稀釋的溶液中，弱電解質的a=1，每種離

3、子對電解質的摩爾電導率都有一定的貢獻，是獨立移動的不受其他離子的干擾，對電解質Mv+A v-來說： Lm= v + Lmv+0 + Lmv-0 (4)其中Lmv+0和Lmv-0分別代表正、負離子的無限稀釋摩爾電導率，它與溫度及離子的本性有關。在弱電解質的稀溶液中，離子的濃度很低，離子間的相互作用可以忽略，可以認為她在濃度為c時的解離度a等于它的摩爾電導率Lm與其無限稀釋摩爾電導率之比：a=Lm/Lm (5)對于 HAc，在溶液電離達到平衡時，電離平衡常數(shù)Kc與原始濃度 c 和電離度a的關系：HAc = H+ + Ac- t=0 c 0 0 t=t平衡 c(1-a) ca ca K0=ca2/c

4、0(1-a) (6)在一定溫度下K0為常數(shù)，因此可以通過測定HAc在不同的濃度時的a代入（6）式求出Kc。HAc的Lm可由強電解質HCl、NaAc和NaCl的m的代數(shù)和求得，m(HCl)= m(H+)+m(Ac-)=m(HCl)+ m(NaCl)- m(NaCl)將（4）代入（1）式可得：K0=cm/c0m(m - Lm)或 cLm=(m)2 K0c0 (1/Lm)- mK0C0三、儀器與藥品儀器：梅特勒326電導率儀1臺；電導電極1只；量杯(50ml)2只；移液管(25ml)3只；洗瓶1只；洗耳球1只。藥品：10.00mol/m-3KCl溶液；100.0 mol/m-3HAc溶液；電導水。四

5、、實驗步驟1、打開電導率儀開關，預熱5min。2、KCl溶液電導率測定：移液管準確移取10.00（mol·m-3）KCl溶液25.00 ml于潔凈、干燥的量杯中，測定其電導率3次，取平均值。準確移取25.00 ml電導水于上述量杯中，攪拌均勻后，測定其電導率3次，取平均值。準確移出25.00 ml上述量杯中的溶液，棄去；再準確移入25.00 ml電導水于上述量杯中；攪拌均勻后，測定其電導率3次，取平均值。重復的步驟2次。傾去電導池中的KCl溶液，用電導水洗凈量杯和電極，量杯放回烘箱，電極用紙擦干。3、HAc溶液和電導水的電導率測定：準確移入100.0（mol·m-3）HAc

6、溶液25.00 ml于潔凈、干燥的量杯中，測定其電導率3次，取平均值。再移入25.00 ml已恒溫的電導水于量杯中，攪拌均勻后，測定其電導率3次，取平均值。移出25.00 ml量杯中的溶液，棄去；再移入25.00 ml電導水，攪拌均勻，測定其電導率3次，取平均值。再準確移入25.00 ml電導水于量杯中，攪拌均勻，測定其電導率3次，取平均值。傾去電導池中的HAc溶液，用電導水洗凈量杯和電極；然后注入電導水，測定電導水的電導率3次，取平均值。傾去電導池中的電導水，量杯放回烘箱，電極用紙擦干，關閉電源。五、注意事項1、換待測液測定前，必須將電導電極和電導池洗凈、擦干，以免影響測定結果。2、移液時要

7、小心，不要把液體濺出量杯。六、數(shù)據(jù)記錄1、數(shù)據(jù)的記錄大氣壓：100.71kPa 室溫：21.1 實驗溫度：20.4測定KCl溶液的電導率C/(mol*m-3)K/(S*m-1)第一次第二次第三次平均值10.013941398139313955.007257177277232.50377377376376.71.25194.3194.0194.3194.20.625106.7105.8106.0106.2測定HAc溶液的電導率電導水的電導率K(H2O)/(S*m-1)：0.00281C/(mol*m-3)K/(S*m-1)第一次第二次第三次平均值0.1006036026046030.050415

8、416416415.70.025291289289289.70.0125195.3194.0 193.9194.42、實驗處理將KCl的各組數(shù)據(jù)填入表內(nèi)：C/( mol*m-3)10.05.002.501.250.625Lm(S*m2*mol-1)0.013950.014460.015060.015540.01699/(mol1/2*m-3/2)3.1622.2361.5811.1180.7906LmC1/2 圖1 從圖中可以讀出當濃度趨向與0時的Lm 的數(shù)值，即Lm=0.01662，求得A=5.098*10-3相對誤差=|0.01662-0.03907|/0.03907=57.46%HAc溶

9、液的各組數(shù)據(jù)填入表內(nèi)：HAc原始濃度：0.0930mol*dm-3Cmol*dm-3KS*m-1LmS* m2*mol-1Lm-1S-1* m-2*molCLmS*m-1%K0<Ko>0.0930.057496.182*10-41.6176*1030.057491.5822.366*10-52.033*10-50.04650.038768.335*10-41.1998*1030.038762.1332.162*10-50.023250.026161.1252*10-30.8887*1030.026162.8801.986*10-50.011630.016631.4305*10-30.6991*1030.016633.6611.618*10-5CLm 圖2由圖可得：斜率=(Lm)2K0C0=5.06×10-5所以K0=5.062×10-5/(3.907×10-2)2*1×103=3.293×10-5相對誤差=|3.293-2.144|/2.144=53.59%七、實驗討論從實驗數(shù)