2022年电导法测定弱电解质的电离常数 .pdf

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1、电导法测定弱电解质的电离常数2008-01-12 15:15:26| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅目的： 1掌握用电导率仪测定醋酸的电离常数KHAc 的方法。2通过实验了解溶液的电导（L），摩尔电导率（ ），弱电解质的电离度（ ），电离常数（ K）等概念及它们相互之间的关系。3学会使用DDS 11D 等型电导率仪。原理：弱电解质如醋酸，在一般浓度范围内，只有部分电离。因此有如下电离平衡：HAc = H+ + Ac C(1 ) C C其中 C 为醋酸的起始浓度，为电离常数，故C(1 )、 C 、各为 HAc、H+ 及 Ac 的平衡状态下的浓度。如果溶液是理想的，在一定温度下，可由质量

2、作用定律得到电离常数（KHAc）为：KHAc = (1) 根据电离学说，弱电解质的随溶液的稀释而增加，当溶液无限稀释时， 1，即弱电解质趋近于全部电离。当温度一定时，弱电解质溶液在各种不同浓度时，电离度只与在该浓度时所生成的离子数有关，因此可通过测量在该浓度所生成的离子数有关的物理量，如pH 值、电导率等来测定 。本实验是通过测量不同浓度时溶液的电导率来计算和 Ka 值。电导，即电阻的倒数，电阻的单位是? （欧姆），所以电导的单位为?1（姆欧）或 S（西门子）。对于金属导体，电导（L）的数值和导体的长度（l）成反比，和导体的截面积（A）成正比。即L = (2) 其中 L0 称为电导率或比电导。

3、其物理意义是长l 为 1m ，截面积 A 为 1m2 的导体的电导，所以它的单位可以写成?1 m 1 或 S m 1。对于每种金属导体，温度一定，电导率（L0）是一定的，因此可以用它来衡量金属导体的导电能力。但是，对于电解质溶液，其导电机制是靠正、负离子的迁移来完成的。它的电导率，不仅与温度有关，而且与该电解质溶液的浓度有关，所以若用电导率L0 来衡量电解质溶液的导电能力就不合适了。这样，就提出了摩尔电导率的概念。它的定义是：含有 1mol 电解质的溶液，全部置于相距为单位距离（SI 单位用 1m ）的两个平行电极之间，该溶液的电导称为摩尔电导率（ ）。摩尔电导率与 L0 的关系为： = (3

4、) 式中 C 为电解质溶液的摩尔浓度（单位为mol?dm 3）。根据柯耳劳许的离子移动定律，在无限稀释的溶液中，正、负每种离子对电解质的电导都有贡献，而且互不干扰。因此可以写出如下关系式： 0 = 0+ + 0 (4) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 即无限稀释溶液的摩尔电导率（ ）为无限稀释的溶液中两种离子的摩尔电导率（简称离子电导）之和。对于无限稀释的醋酸溶液来说，可近似认为： 0 = + (5) 根据电离学

5、说，在一般浓度的弱电解质（例如醋酸）溶液中，其离子电导为： = （ + ） (6) 在弱电解质溶液中，离子的浓度较小，离子之间的相互作用也较小，因此可近似地认为弱电解质的离子电导（ ，）与无限稀释溶液中的离子电导（，）相等。所以将 (6)式代入 (5)式，经整理得：(7) 将(7)式代入 (1) ，得： KHAc = (8) 因此，可通过测定HAc 的电导率 L0 代入(3) 式求得 ； 0 则由表 1 查得，再将 ， 0 代入 (7)式、(8)式，求得 和 KHAc。(8)式亦可写得：(9) 如以 对 C 作图，截距即为，由直线的斜率即可求得KHAc。表 1 不同温度下无限稀释的醋酸溶液的摩

6、尔电导率（10 6S m 1）温度（）0 18 25 30 50 100 0 260.3 348.6 390.8 421.8 532 774 仪器和药品：1仪器电导率仪（ DDS-11D 等型），温度计，50mL 酸式滴定管2 支， 50mL 烧杯 5 只，玻棒 4 根，滴定台。2药品0.1000 mol?dm 3HAc 溶液。实验步骤：1 按实验 pH 法测定醋酸的Ka 实验步骤 1 配制 5 份不同浓度的醋酸溶液 （C、C/2、 C/4、 C/8、 C/16 ） 。2记录室温。3按附录二操作DDS-11D 型电导率，测定5 份溶液各自的电导率。测量次序按C/16、C/8、C/4 、C/2、

7、C 进行。按溶液测量时，无需用蒸馏水洗涤电极，只要用滤纸吸干残液即可继续进行测量。4测量完毕后，将电极用蒸馏水冲洗干净，吸干（或泡在蒸馏水中），关闭电源。5分别用平均值法和作图法求KHAc，并由 (7)式求醋酸的电离度 。注意 ：温度对电导有很大的影响，所以整个实验必须在同一温度下进行。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 五、数据处理有关已知数据： 25下 0.01000mol/L KCl溶液电导率 =0.1413

8、S m-1无限稀的 HAc水溶液的摩尔电导率（ 25） m=3.90710-2Sm2mol-11 将实验数据列表， 然后按实验原理部分所述， 分别计算电池常数 Kcell和各浓度 HAc溶液的解离常数 K。附：数据记录参考格式：溶液温度 _25.0_HAc溶液浓度： c:_0.1_mol/L c/2:_0.5_mol/L c/4:_0.025_mol/L (1) 电导池常数的测定：实验次数Rx( ) G( -1) Kcell(cm-1) 测量值平均值实验开始410 413.3 0.002419 0.5831 420 410 实验结束415 418.3 0.002391 0.5901 420 4

9、20 (2) 乙酸解离常数的测定：C(M) Rx(平均RxG( -1) （-1cm-1）) m（Kc 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - ) () -1cm2M-1）0.025 2610 2613.3 3.827*10-4 2.231*10-48.925 0.02284 1.33*10-5 2620 2610 0.05 1820 1823.3 5.485*10-43.198*10-46.396 0.01637 1.3

10、6*10-51830 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1820 0.1 1410 1413.3 7.076*10-44.126*10-44.1258 0.01055 1.13*10-51420 1410 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -