電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)課件

電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)物理化學(xué)實驗講義

化學(xué)化工學(xué)院物理化學(xué)教研室電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)物理化學(xué)實驗講義化學(xué)化工學(xué)院1目的要求

了解溶液電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率等基本概念。掌握用電橋法測量溶液電導(dǎo)的原理和電導(dǎo)率儀的使用及溶液電導(dǎo)測定方法。了解濃度對弱電解質(zhì)電導(dǎo)的影響，用電導(dǎo)法測定醋酸的電離平衡常數(shù)。目的要求了解溶液電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率等基本概念。2實驗原理

一定溫度下，醋酸在水中發(fā)生電離，設(shè)電離前醋酸的濃度為C(mol·L-1)，達(dá)到電離平衡時，電離度為α，則：

依標(biāo)準(zhǔn)電離平衡常數(shù)KθC的定義因此，只要測出α，即可求出KθC。（1）實驗原理一定溫度下，醋酸在水中發(fā)生電離，設(shè)電離前醋酸的濃度3醋酸的電離度可用電導(dǎo)法來測定。一定溫度下，摩爾電導(dǎo)與電離產(chǎn)生的離子濃度成正比，因而也與α成正比，即：將其代入（1）式，得：即：

以Λm對作圖，可得一條直線，其（2）醋酸的電離度可用電導(dǎo)法來測定。將其代入（1）式，得：即：以4實驗時，先測已知電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)，由式求出電導(dǎo)池常數(shù)。再依濃度順序測出系列未知溶液的電導(dǎo)，仍由式求出未知溶液的電導(dǎo)率。再通過式求出Λm、，則KθC、Λm∞可由式（2）求得（3）實驗時，先測已知電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)，由式（3）5儀器和試劑

DDS-303A型數(shù)字電導(dǎo)率儀恒溫瓶磁力攪拌器恒溫槽滴管鐵架臺鉑黑電導(dǎo)電極量筒。醋酸系列溶液(50ml)二次水標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液（0.01000mol·L-1）儀器和試劑DDS-303A型數(shù)字電導(dǎo)率儀醋酸系列溶液(56測定裝置示意圖圖1.測定電導(dǎo)率裝置圖1.DDS-303A電導(dǎo)率儀；2.恒溫瓶；3.鉑黑電導(dǎo)電極；4.待測溶液；5.恒溫循環(huán)水；6.磁力攪拌器測定裝置示意圖圖1.測定電導(dǎo)率裝置圖7實驗步驟調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為25±0.2℃.打開電導(dǎo)率儀預(yù)熱10min以上。校準(zhǔn)電導(dǎo)池常數(shù)：用標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液分別潤洗恒溫瓶和鉑黑電導(dǎo)電極，然后用50ml量筒量取大概50ml的標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液，倒入恒溫瓶中，打開磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償，將電導(dǎo)率儀調(diào)節(jié)到測量檔，測量標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液的電導(dǎo)率，等電導(dǎo)率儀讀數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)調(diào)節(jié)到1413μS/cm。然后倒掉KCl溶液，用最小濃度的醋酸溶液潤洗恒溫瓶和電導(dǎo)電極，然后倒50ml待測溶液入恒溫瓶，待電導(dǎo)率儀讀數(shù)穩(wěn)定后，記下來讀數(shù)，即為此溶液的電導(dǎo)率。重復(fù)3步，測量其他待測溶液的電導(dǎo)率值。最后測量二次水的電導(dǎo)率。測定完畢就讓電極浸泡在二次水中。關(guān)閉各儀器電源、自來水開關(guān)，結(jié)束實驗。實驗步驟調(diào)節(jié)恒溫槽溫度為25±0.2℃.打開電導(dǎo)率儀預(yù)熱108數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理

1.數(shù)據(jù)記錄實驗溫度：25±0.1℃，當(dāng)天大氣壓：

kPa0.01000mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)KCl的k=1.413mS·cm-1

其他原始數(shù)據(jù)記入表1中。表1醋酸系列溶液的測定值及計算值測試液C（mol·L-1）(S·m-1)Λm（S·m2·mol-1）CΛm2HAc(1)1×10－3HAc(2)1×10－2HAc(3)0.025HAc(4)0.050HAc(5)0.10二次水///數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)記錄測試液C（mol·L-1）9數(shù)據(jù)處理方法(1)運(yùn)用式（3）計算Λm后，再計算CΛm2。(2)分析Λm、CΛm2數(shù)據(jù)，棄去明顯不合理的數(shù)據(jù)，以Λm對作出一條直線，求出直線的斜率k和截距b，根據(jù)式（3）求出(3)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，找出醋酸的、及純水的電導(dǎo)率，計算測定值與文獻(xiàn)值的百分誤差。數(shù)據(jù)處理方法(1)運(yùn)用式（3）計算Λm后，再計算CΛm2。10注意事項鉑黑電導(dǎo)電極使用前要放在蒸餾水中活化24h磁力攪拌器的攪拌速度不能太快，以免打碎鉑電極。測量前電導(dǎo)率儀要預(yù)熱10min以上換溶液時要先用待測溶液洗恒溫瓶和鉑黑電導(dǎo)電極3次。待電導(dǎo)率儀讀數(shù)穩(wěn)定后，再記讀數(shù)。

注意事項鉑黑電導(dǎo)電極使用前要放在蒸餾水中活化24h11思考題實驗過程中，攪拌時應(yīng)該注意什么問題？簡述電導(dǎo)率儀的使用方法，為什么測定溶液電導(dǎo)要用交流電?。為何要測電導(dǎo)池常數(shù)？如何測定？公式適用條件是什么？實驗過程中，為什么要恒溫？電極在不使用時，應(yīng)把它浸在蒸餾水中，為什么?思考題實驗過程中，攪拌時應(yīng)該注意什么問題？12實驗參考

1影響電導(dǎo)率測定值的因素分析溫度、濃度、儀器穩(wěn)定性等因素都影響測定結(jié)果。特別是在濃度很稀時，更為敏感，例如，新試劑瓶若未經(jīng)測試液長時間浸泡，也會引入誤差。因此，實驗中應(yīng)確保被測溶液與試劑瓶的溶液濃度一致；建議讀數(shù)時盡量保持恒溫槽溫度一致，因為恒溫槽的溫度常有0.1℃左右的波動。實驗參考1影響電導(dǎo)率測定值的因素分析132數(shù)據(jù)處理方法的理論分析由文獻(xiàn)知：

故，截距

：斜率：

由此可算出不同濃度的醋酸溶液的相關(guān)物理量，如表2所示。2數(shù)據(jù)處理方法的理論分析由文獻(xiàn)知：故，截距：斜率：由14表2醋酸系列溶液的理論計算值測試液Ci（mol·m-3）(S·m-1)Λm(i)（S·m2·mol-1）CΛm2(i)HAc(1)1×10-20.00027822.782×10-27.740×10-6HAc(2)1×10-10.0013311.331×10-21.772×10-5HAc(3)10.0048514.851×10-32.353×10-5HAc(4)1×1010.016051.605×10-32.576×10-5HAc(5)1×1020.051495.149×10-42.651×10-5由表2可以看出，隨著醋酸濃度的增加，

增加，減小，增加。當(dāng)我們通過計算，進(jìn)而