电导法测定乙酸电离平衡常数8004.pdf

《电导法测定乙酸电离平衡常数8004.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电导法测定乙酸电离平衡常数8004.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电导法测定乙酸电离平衡常数 一目的要求(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；(2)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cK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m，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m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：mm（1）式中为弱电解质的电离度。对 AB 型弱电解质，如乙酸（即醋酸），

2、在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数cK与浓度c和电离度的关系推导如下：CH3COOH CH3COO+H 起始浓度c0 0 平衡浓度c(1)cc 则 12cKC(2)以式（1）代入上式得：)(2mmmmccK(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cK；将式（2）整理后还可得：cmmcmmKKc12（4）由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率m，将cm对m1作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度 X 围内cK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

3、：含有一摩尔电解质的溶液，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：ckm（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。lAkG（6）由（6）式可得：GKGAlkcell（7）对于固定的电导池，l和 A 是定值，故比值Al为一常数，以cellK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k的电解质溶液（一般用的是标准的 0.01000molL-1KCl 溶液）注入

4、电导池中，然后测定其电导 G 即可由（7）式算得电导池常数cellK。当电导池常数cellK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k，将c、k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，m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：,mmmvv（8）不同温度下醋酸m的值见表 2.5。不同温度下醋酸m的值(Sm2mol-1)温度/K 298.2 303.2 308.2 313.2 m102 3.908 4.

5、198 4.489 4.779 三仪器和试剂 DDBJ-350 便携式电导率仪，电导电极，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“”或“”键到 con（通常打开即是此模式）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“”或“”键至左下角出现 CAL按“确定”键，按“确定”键，左下角出现CA-

6、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。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

7、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、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及电离平衡常数 Kc。实验温度：25 浓度 c/mol L-1 1/Sm-1 2/Sm-1 3/Sm-1 平均/Sm-1 m/Sm2mol-1

8、 cm m1 CK 0.1779 0.0745 0.0746 0.0747 0.0746 0.0004193 7.45935E-05 2384.9273 2.0309E-05 0.08895 0.0524 0.0525 0.0525 0.05247 0.0005899 5.24716E-05 1695.2026 2.0267E-05 0.04475 0.0372 0.0373 0.0373 0.03727 0.0008328 3.72678E-05 1200.7685 2.0322E-05 0.0222375 0.0264 0.0264 0.0264 0.0264 0.0011872 2.64

9、004E-05 842.3181 2.0292E-05 0.01111875 0.01906 0.01907 0.01908 0.01907 0.0017151 1.90698E-05 583.0564 2.0315E-05 实验测定电离平衡常数CK平均值=2.03E-05 (3).用cm对m1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CK 由图知，直线斜率为 3.1810，又因为斜率表示为cmK2所以可得：cmK2=3.1810，得CK=2.03510。六注意事项:1.计算m和CK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，则正比于cellK。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。