电导的测定及其应用实验报告.pdf
电导的测定及其应用 一、实验目的 1、测量KCI水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。二、实验原理 1、电导G可表示为:式中，k为电导率，电极间距离为 I，电极面积为 A,l/A为电导池常数 Kcell，单位为m-1。Kcell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值 G,根据（1）式求出电导率 k。A*=-摩尔电导率与电导率的关系：U 式中C为该溶液的浓度，单位为 mol m-3 2、I Am总是随着溶液的浓度降低而增大的。Aja=3、对弱电解质溶液，式中分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为:1Y（6）HAC的心可通过下式求得：h沁小 心十焉仏曲心I）把代入（1）得：j川 J或 叽 三、实验仪器、试剂 仪器：梅特勒326电导率仪1台，电导电极1台，量杯（50ml）2只，移液管（25ml）3只，洗 瓶1只，洗耳球1只 试剂：10.00(mol m-3)KCl 溶液，100.0(mol-m-3)HAc 溶液，电导水 四、实验步骤 式中A：是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。至C=0处，可求得A；。A为常数，故将入“对托作图得到的直线外推 本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出 对强电解质稀溶液,对于HAc,LI Ac 白/H 以C也M对人作图，其直线的斜率为，如知道 值，就可算出K0 1、打开电导率仪开关，预热 5min。电导水的电导率 k(H20)/(S m-1)：7*10-4S m-1 已知：25 C时10.00(mol-m-3)KCl溶液k=0.1413S-m-1;25C时无限稀释的 HAc水溶液的摩 测定KCl溶液的电导率:尔电导率=3.907*10-2(S m2 m-1)c/(mol-m-3)k/(S-m-1)第1次 第2次 第3次 平均值 10.0 1422*10-4 1415*10-4 1415*10-4 1417*10-4 5.00 722*10-4 722*10-4 723*10-4 722*10-4 2.50 370*10-4 370*10-4 371*10-4 370*10-4 1.25 184.4*10-4 184.6*10-4 184.7*10-4 185*10-4 0.625 94.8*10-4 95.0*10-4 94.7*10-4 95*10-4 测定HAc溶液的电导率:2、KCI溶液电导率测定:用移液管准确移取 10.00(mol m-3)KCI溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导 率3次，取平均值。再用移液管准确移取 25.00 ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率 3次，取 平均值。用移液管准确移出 25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水,只于上述 量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率 3次，取平均值。重复的步骤2次。倾去电导池中的 KCI溶液，用电导水洗净量杯和电极，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干 3、HAc溶液和电导水的电导率测定:用移液管准确移入 100.0(mol m-3)HAc溶液25.00 ml，置于洁净、干燥的量杯中,测定其 电导率3次，取平均值。再用移液管移入 25.00 ml已恒温的电导水，置于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率 3次，取 平均值。用移液管准确移出 25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再移入 25.00 ml电导水，搅拌均匀，测 定其电导率3次，取平均值。再用移液管准确移入 25.00 ml电导水，置于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。倾去电导池中的 HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定电导水的电导 率3次，取平均值。倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干，关闭电源。五、数据记录与处理 1、大气压：102.08k Pa 室温：17.5 C 实验温度：25C c/(mol dm-3)k 7(S-m-1)第1次 第2次 第3次 平均值 0.100 609.1*10-4 609.1*10-4 609.1*10-4 609.1*10-4 0.050 460.1*10-4 460.1*10-4 460.1*10-4 460.1*10-4 0.025 338.1*10-4 338.1*10-4 337.1*10-4 337.77*10-4 0.0125 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-4 2、数据处理 将KCI溶液的各组数据填入下表内:C/(mol m-3)10.0 5.00 2.50 1.25 0.625 九/(S-m2-mol-1)141.7*10-4 144.4*10-4 148*10-4 148*10-4 152*10-4 逐/(mol1/2 m-3/2)3.16 2.24 1.58 1.12 0.79 以KCl溶液的I九对屁作图 HAc溶液的各组数据填入下表内:HAc 原始浓度：0.1127 mol-dm-3 c 4 5 m KO mol dm-3 S尬7 3 rn nnol nT-mol 0.1000 496.2*10-4 4.96*10-4 2.02*10 3 496.2*10-4 0.0127 1.63*10-5 1.753*10-5 0.0500 347.3*10-4 6.95*10-4 1.44*10 3 347.5*10-4 0.0178 1.61*10-5 0.0250 225.0*10-4 9.00*10-4 1.11*103 225.0*10-4 0.0230 1.35*10-5 1.753*10-5 0.0125 149.3*10-4 1.94*10-3 5.15*102 242.5*10-4 0.0497 1.69*10-5 k=k kH2o uS.cm-1=10-4S m-1 CHAC=0.1127 mol-dm-3=112.7 mol m-3根据 EA Y 九缶-4 c，截距即为 A：，得I A：=154*10-4 S m2 mol-1 0.0152 0.0150 0.0148 0.0146 0.0144 0.0142 0.0140 X Axis Title kH2O=7*10-4S m-1 k(HAc 测量)=560*10-4 S-m-1 k(HAc)=k(HAc 测量)-kH2O=553*10-4 S-m-1 A m=553*10-4/112.7=4.91*1O-4 S m2 mol-1 A m-1=2.04*103 S-1 m-2 mol C吒純=k=553*10-4 S-m-1 a=4.91*10-4/3.9O7*1O-2=O.O126 Kc=0.1127*0.0126 2/1*(1-0.0126)=1.81*10-5 以c g对也作图应得一直线，直线的斜率为 忙y后 直线的斜率=2.87*10-5 所以：KO=2.87*10-5/1O3*(3.9O7*1O-2)2=1.88*1O-5 计算出来的值与画图做出来的相差：(1.88-1.753)*10-5=1.27*10-6 六、实验结果与分析=2.87*10-5，由此求得KO,于上述结果进行比较。查阅KCl溶液的标准值为0.01499 S?m2?mol-1 则可以计算其相对误差 Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667%o 七、讨论与心得 1、实验中不必扣除水的电导。因为经测定，实验所使用的去离子水的电导与待测溶 液的电导相差几个数量级，因此不会对实验结果产生很大的影响。2、溶液配制时的问题：溶液时由大浓度向小浓度一瓶一瓶稀释过来的。一旦某一瓶 配制出现偏差，贝U将影响到后面的几瓶，因此在溶液配制的时候要及其小心，我认为这 也是影响实验准确性的一个很重要的因素。3、浓度较小时，信号不明显，即某个电阻改变一个大阻值，其示波器的变化不大,可能会导致大的偏差。思考题:1、如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？答：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的 降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。对弱电解质而言，溶液浓度降低时，摩尔电导率也增加。在溶液极稀时，随着溶液 浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。2、为什么要用音频交流电源测定电解质溶液的电导？交流电桥平衡的条件是什么？答：使用音频交流电源可以使得电流处于高频率的波动之中，防止了使用直流电源 时可能导致的电极反应，提高测量的精确性。3、电解质溶液电导与哪些因素有关?答：电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。4、测电导时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导，温度是否要一致？答：因为电解质溶液的电导与温度有关，温度的变化会导致电导的变化。实验 中测电导池常数和溶液电导时的温度不需要一致，因为电导池常数是一个不随温度变化 的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。
