电导的测定及其应用
以C 对 作图，其直线的斜率为
心，如知道值，就可算出K 0
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
、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
。 本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出
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： 1 式中C 为该溶液的浓度，单位为 mol • m -3
2、 总是随着溶液的浓度降低而增大的。 对强电解质稀溶液， " 1；， K
" 式中 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 为常数, 故将，对，c 作图得到的直线外推
4 CX> i
I i OT
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:
对于 HAc , 1 （6）
HAc 的可通过下式求得：
-
'
CA=
把⑷代入（1）
得： UA 八（A ；『仏亠心 或
1打开电导率仪开关，预热5min。
2、KCI溶液电导率测定：
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷重复⑶的步骤2次。
⑸倾去电导池中的KCl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：
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹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：102.08kPa 室温：17.5 C 实验温度：25C
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
尔电导率=3.907*10-2(S • m2• m-1)
⑵测定HAc溶液的电导率：
电导水的电导率k(H 2O)/ (S • m-1)：7 *10-4S • m
⑴将KCl 溶液的各组数据填入下表内:
Q ^-JT ] ~4
芒
R0
代 f
_4 2
根据^
，截距即为 •，得 =154*10 S • m • mol
k = k 'k H2O
-1
-4
-1
uS.cm =10 S - m
-3
-3
C HAC =0.1127 mol • dm =112.7 mol • m
⑵HAc 溶液的各组数据填入下表内： 3
HAc 原始浓度：0.1127 mol • dm - 0.0152
0.0150
0.0148
0.0146
0.0144
0.0142
0.0140
X Axis Title
■4 _ -1
k H2o =7*10 4S • m 1
4 i 4 i
k(HAc 测量)=560*10- S • m-k(HAc)= k(HAc 测量)-k H2o=553*10- S • m-
■4-4 2 I -1
A m=553*10 /112.7=4.91*10 S • m • mol
A m -1=2.04*103 S-1• m-2• mol C =k=553*10-4 S • m-1
-4 -2
a =4.91*10 /3.907*10 =0.0126
2 -5
Kc=0.1127*0.0126 /1*(1-0.0126)=1.81*10
1
以C 对作图应得一直线，直线的斜率为，由此求得K3,于上述结果进行比较。
直线的斜率’=2.87*10 -5所以：K°=2.87*10-5 /10‘*(3.907*10-2)2=1.88*10-5
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
查阅KCl溶液的标准值为0.01499 S?m2?m°l-1
则可以计算其相对误差Er=|0.01499- 0.015|/0.01499=0.667 %。
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?
