電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)及數(shù)據(jù)處理

電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)及數(shù)據(jù)處理電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)及數(shù)據(jù)處理/電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)及數(shù)據(jù)處理電導(dǎo)法測定醋酸電離常數(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解溶液電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率的概念；2.測量電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率，并計(jì)算弱電解質(zhì)溶液的電離常數(shù)。實(shí)驗(yàn)原理電解質(zhì)溶液是靠正、負(fù)離子的遷移來傳遞電流。而弱電解質(zhì)溶液中，只有已電離部分才能承擔(dān)傳遞電量的任務(wù)。在無限稀釋的溶液中可以認(rèn)為電解質(zhì)已全部電離，此時(shí)溶液的摩爾電導(dǎo)率為Λ∞m，而且可用離子極限摩爾電導(dǎo)率相加而得。一定濃度下的摩爾電導(dǎo)率Λm與無限稀釋的溶液中摩爾電導(dǎo)率Λ∞m是有差別的。這由兩個(gè)因素造成，一是電解質(zhì)溶液的不完全離解，二是離子間存在著相互作用力。所以，Λm通常稱為表觀摩爾電導(dǎo)率。Λm/Λ∞m=α(U++U-)/(U+∞+U-∞)若U+=U-，，U+∞=U-∞則Λm/Λ∞m=α式中α為電離度。 AB型弱電解質(zhì)在溶液中電離達(dá)到平衡時(shí)，電離平衡常數(shù)Ka?，起始濃度C0，電離度α有以下關(guān)系：ABA++B-起始濃度mol/L：C000平衡濃度mol/L：C0·(1-α)αC0αC0Kc?=[c(A+)/c?][c(B-)/c?]/[c(AB)/c?]=C0α2/(1-α)=C0Λm2/[c?Λ∞m(Λ∞m-Λm)]根據(jù)離子獨(dú)立定律，Λ∞m可以從離子的無限稀釋的摩爾電導(dǎo)率計(jì)算出來。Λm可以從電導(dǎo)率的測定求得，然后求出Ka?。ΛmC0/c?=Λ∞m2Kc?/Λm-Λ∞mKc?通過ΛmC0/c?~1/Λm作圖，由直線斜率=Λ∞m2Kc?，可求出Kc?。三、儀器與試劑DDS-11A(T)型電導(dǎo)率儀1臺(tái)；恒溫槽1套；0.1000mol/L醋酸溶液。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.調(diào)整恒溫槽溫度為25℃±0.3℃。2.用洗凈、烘干的義形管1支，加入20.00mL的0.1000mol/L醋酸溶液，測其電導(dǎo)率。3.用吸取醋酸的移液管從電導(dǎo)池中吸出10.00mL醋酸溶液棄去，用另一支移液管取10.00mL電導(dǎo)水注入電導(dǎo)池，混合均勻，溫度恒定后，測其電導(dǎo)率，如此操作，共稀釋4次。4.倒去醋酸溶液，洗凈電導(dǎo)池，最后用電導(dǎo)水淋洗。注入20mL電導(dǎo)水，測其電導(dǎo)率。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)配制溶液時(shí)，均需用電導(dǎo)水。2.溫度對(duì)電導(dǎo)有較大影響，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)必須在同一溫度下進(jìn)行。每次用電導(dǎo)水稀釋溶液時(shí)，需溫度相同。因此可以預(yù)先把電導(dǎo)水裝入錐形瓶，置于恒溫槽中恒溫。六、數(shù)據(jù)記錄與處理第一次實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)溫度:25.2℃，電導(dǎo)池常數(shù)K(l/A):0.94m-1，Λ∞m=390.72s.cm2/mol-1表1醋酸電離常數(shù)的測定c(HAC)mol.L-1電導(dǎo)率κ/us.cm-1Λms.m2.mol-1電離度αKc?κ1κ2κ3κ平1.000×10-15.20×1025.20×1025.20×1025.20×1025.17×10-40.01421.78×10-55.000×10-23.75×1023.76×1023.74×1023.75×1027.44×10-40.01991.85×10-52.500×10-22.62×1022.66×1022.68×1022.65×1021.05×10-30.02751.85×10-51.250×10-31.86×1021.87×1021.88×1021.87×1021.47×10-20.03971.85×10-56.250×10-41.30×1021.29×1021.28×1021.29×1022.02×10-20.05451.76×10-5電導(dǎo)水2.902.892.912.90Kc?（平均值）=1.82×10-5計(jì)算：Λm/s.m2.mol-1=(κHAC-κ電導(dǎo)水)us.cm-1×10-4/[c(HAC)mol.L-1×103]={(κHAC-κ電導(dǎo)水)×10-7/c(HAC)}Λm(1)={(0.520×103-2.90)/(1.000×10-1)}×10-7=5.17×10-4s.m2.mol-1Λm(2)={(0.375×103-2.90)/(5.000×10-2)}×10-7=7.44×10-4s.m2.mol-1Λm(3)={(0.265×103-2.90)/(2.500×10-2)}×10-7=1.05×10-3s.m2.mol-1Λm(4)={(0.187×103-2.90)/(1.250×10-3)}×10-7=1.47×10-2s.m2.mol-1Λm(5)={(0.129×103-2.90)/(6.250×10-4)}×10-7=2.02×10-2s.m2.mol-1Λ∞m(HAC)=Λ∞m(H+)+Λ∞m(AC-)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1=390.72s.cm2/mol=3.9072×10-2s.m2.mol-1α=Λm/Λ∞mα(1)=5.17×10-4/3.9072×10-2=0.0142α(2)=7.44×10-4/3.9072×10-2=0.0199α(3)=1.05×10-3/3.9072×10-2=0.0275α(4)=1.47×10-2/3.9072×10-2=0.0397α(5)=2.02×10-2/3.9072×10-2=0.0545Kc?=C0Λm2/[Λ∞m(Λ∞m-Λm)Kc?(1)=1.000×10-1×(5.17×10-4)2/[390.72×(390.72-5.17)×10-8]=1.78×10-5Kc?(2)=5.000×10-2×(7.44×10-4)2/[390.72×(390.72-7.44)×10-8]=1.85×10-5Kc?(3)=2.500×10-2×(1.05×10-3)2/[390.72×(390.72-1.05)×10-8]=1.85×10-5Kc?(4)=1.250×10-3×(1.47×10-3)2/[390.72×(390.72-1.47)×10-8]=1.85×10-5Kc?(5)=6.250×10-3×(2.02×10-3)2/[390.72×(390.72-2.02)×10-8]=1.76×10-5Kc?(平均值)=1.82×10-5表2醋酸電離常數(shù)的測定c(HAC)mol.L-1Λms.m2.mol-1C0/c?Λms.m2.mol-11/Λmmol.s-1.m-21.000×10-15.17×10-45.171×10-51.93×1035.000×10-27.44×10-43.721×10-51.34×1032.500×10-21.05×10-32.624×10-59.52×1021.250×10-31.47×10-31.841×10-56.8×1026.250×10-32.02×10-31.261×10-54.95×102直線斜率=2.721×10-8s2.m4.mol-2Kc?=1.78×10-5直線斜率=Λ∞m2Kc?=2.721×10-8，Kc?=2.721×10-8/(390.72×10-4)2=1.78×10-5第二次實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)溫度:24.9℃，電導(dǎo)池常數(shù)K(l/A):0.94m-1，Λ∞m=390.72s.cm2/mol-1表1醋酸電離常數(shù)的測定c(HAC)mol.L-1電導(dǎo)率κ/us.cm-1Λms.m2.mol-1電離度αKc?κ1κ2κ3κ平1.000×10-15.22×1025.22×1025.22×1025.22×1025.19×10-40.01331.79×10-55.000×10-23.72×1023.73×1023.72×1023.72×1027.38×10-40.01891.82×10-52.500×10-22.65×1022.66×1022.68×1022.66×1021.05×10-30.02691.86×10-51.250×10-31.86×1021.84×1021.85×1021.85×1021.46×10-20.03721.80×10-56.250×10-41.32×1021.31×1021.30×1021.31×1022.05×10-20.05241.81×10-5電導(dǎo)水3.103.093.113.10Kc?（平均值）=1.82×10-5計(jì)算：Λm/s.m2.mol-1=(κHAC-κ電導(dǎo)水)us.cm-1×10-4/[c(HAC)mol.L-1×103]={(κHAC-κ電導(dǎo)水)×10-7/c(HAC)}Λm(1)={(0.522×103-3.10)/(1.000×10-1)}×10-7=5.17×10-4s.m2.mol-1Λm(2)={(0.372×103-3.10)/(5.000×10-2)}×10-7=7.44×10-4s.m2.mol-1Λm(3)={(0.266×103-3.10)/(2.500×10-2)}×10-7=1.05×10-3s.m2.mol-1Λm(4)={(0.185×103-3.10)/(1.250×10-3)}×10-7=1.46×10-2s.m2.mol-1Λm(5)={(0.131×103-3.10)/(6.250×10-4)}×10-7=2.05×10-2s.m2.mol-1Λ∞m(HAC)=Λ∞m(H+)+Λ∞m(AC-)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1=390.72s.cm2/mol=3.9072×10-2s.m2.mol-1α=Λm/Λ∞mα(1)=5.19×10-4/3.9072×10-2=0.0133α(2)=7.38×10-4/3.9072×10-2=0.0189α(3)=1.05×10-3/3.9072×10-2=0.0269α(4)=1.46×10-2/3.9072×10-2=0.0372α(5)=2.05×10-2/3.9072×10-2=0.0524Kc?=C0Λm2/[Λ∞m(Λ∞m-Λm)Kc?(1)=1.000×10-1×(5.19×10-4)2/[390.72×(390.72-5.17)×10-8]=1.79×10-5Kc?(2)=5.000×10-2×(7.38×10-4)2/[390.72×(390.72-7.44)×10-8]=1.82×10-5Kc?(3)=2.500×10-2×(1.05×10-3)2/[390.72×(390.72-1.05)×10-8]=1.86×10-5Kc?(4)=1.250×10-3×(1.46×10-3)2/[390.72×(390.72-1.47)×10-8]=1.80×10-5Kc?(5)=6.250×10-3×(2.05×10-3)2/[390.72×(390.72-2.02)×10-8]=1.81×10-5Kc?(平均值)=1.82×10-5表2醋酸電離常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)溫度:24.9℃，電導(dǎo)池常數(shù)K(l/A):0.94m-1，Λ∞m=390.72s.cm2/mol-1c(HAC)mol.L-1Λms.m2.mol-1C0/c?Λms.m2.mol-11/Λmmol.s-1.m-21.000×10-15.19×10-45.189×10-51.927×1035.000×1