-实验_电导法测定乙酸电离平衡常数(9页).doc

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1、-实验六 电导法测定乙酸电离平衡常数报告人： 同组人： 实验时间2010年06月12日一实验目的：1掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系。3掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。二实验原理：1电离平衡常数Kc的测定原理在弱电解质溶液中，只有已经电离的部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率m与无限稀释的溶液的摩尔电导率是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系： （1）式中为弱电解质的电离

2、度。对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度的关系推导如下： CH3COOH CH3COO + H 起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c(1) c c则 （2） 以式（1）代入上式得： （3）因此，只要知道m和m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数Kc。将式（2）整理后还可得： （4）由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率m，将mc对1/m作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内的平均值。2摩尔电导率m的测定原理电导是电阻的倒数，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，用k表示，单位为Gm-1。摩尔电导率的定义为：含有一

3、摩尔电解质的溶液，全部置于相距为1m的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率。摩尔电导率与电导率之间有如下的关系。m= /c （5）式中c为溶液中物质的量浓度，单位为molm-3。在电导池中，电导的大小与两极之间的距离l成反比，与电极的面积A成正比。G =A/ l （6）由（6）式可得=KcellG（7）对于固定的电导池，l和A 是定值，故比值l/A为一常数，以Kcell表示，称为电导池常数，单位为m-1。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将已知电导率的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000molL-1KCl溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即

4、可由（7）式算得电导池常数Kcell。当电导池常数Kcell确定后，就可用该电导池测定某一浓度c的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出，将c、值代入（5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。在这里的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即： （8）不同温度下醋酸的值见表1。表1 不同温度下醋酸的 (Sm2mol-1)温度/K298.2303.2308.2313.21023.9084.1984.4894.779三仪器与试剂：DDBJ-350便携式电导率仪，电

5、导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（25mL）；0.0200 molL-1 KCl标准溶液，0.200 molL-1 HAc标准溶液四实验步骤：1调节恒温水槽水浴温度至25（室温偏高，则水浴温度调节到35）。将实验中要测定的溶液恒温。2校准便携式电导率仪的电导池常数按下电导率仪“on/off”键打开仪器，按“模式/测量”键到模式状态，按“”或“”键调节模式状态，至左下角出现CONT，按“确定”键，左下角出现CAL，按“确定”键，左下角出现CA-M，按“”或“”键调节0.02mol/L的KCl溶液的电导率大小至0.276 S/m(35时为 0.331 S/m )，按“确定”键出现标定好的电导池

6、常数，再按“确定”键输入电导池常数。按“模式/测量”键到测量状态。3测量醋酸溶液的电导率标定好电导池常数后，将两电极用蒸馏水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到0.2 mol/L 25mL醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1 mol/L。此时不要将电极取出。（为什么？） 测量后，用标有“0.1”字样的移液管吸取25mL溶液弃去，用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05 mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L、

7、0.0125 mol/L醋酸溶液的电导率。记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。4用蒸馏水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸馏水的锥形瓶中以备下一次实验用。五数据处理：1将原始数据及处理结果填入下表：2根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，求出各相应的摩尔电导率m和电离度a及电离平衡常数Kc。实验温度： 35 浓度c/molL-11/Sm-12/Sm-13/Sm-1平均/Sm-1/ Sm2mol-1Kc0.1830.08200.08180.08190.081900.00044750.0114512.4273E-050.09150.05850.05880.05890.0587

8、30.00064190.0164252.5098E-050.045750.04180.04190.04190.041870.00091520.0234192.5692E-050.0228750.02950.02950.02950.029500.00128960.0329992.5759E-050.01143750.02030.02050.02050.020430.00178620.0457062.5038E-05实验测定电离平衡常数Kc平均值=2.62 3用对1/m作图或进行线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数Kc。由图知，直线斜率为4，又因为斜率表示为所以可得：=4，得=2.62六注意事项: 1.计算m和kc时，需注意浓度c单位的区别，详见原理部分。2.温度对溶液的电导影响较大，因此测量时应保持恒温。七思考题: 1电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？答：不能。测定电导池常数可以用标准溶液测定法，用氯化钾为标准物质；还可以用与标准电极比较法测定。2实际过程中，若电导池常数发生改变，对平衡常数测定有何影响？答：溶液电导一经测定，则k正比于Kcell。即电导池常数测值偏大，则算得的溶液的溶解度、电离常数都偏大，反之，电导池常数测值偏小，则电离常数偏小。第 9 页-