电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理

实验一电导法测定弱电解质的电离平衡常数实验目的：通过电导法测定弱电解质的电离平衡常数，探究电导法测定电离平衡常数的原理和操作方法。

实验原理：弱电解质的电离平衡常数K为：K=α²C/(1-α) （其中，α表示电离度，C表示弱电解质的浓度）。

由于弱电解质的电离度很小，可以近似认为它的电离度是常数。

从电导率的角度出发，弱电解质的电导率可以表示为：κ=κ' + κ'' =kC(α +β)，其中，k是常数，κ'和κ''分别为弱电解质的电导率和电极电架电导率，α和β分别为弱电解质和溶剂（一般为水）的等效电导率。

通常实验中只能测量到总电导率，但是可以通过电导率对浓度和电离度的关系进行分析，进而计算出弱电解质的K值。

实验步骤：1.将所需量的KCl、NaCl和HCl等指定量的不同浓度的溶液加入电导池中。

在每次测量前，用去离子水清洗电导池。

2.打开电导计电源开关，选择对应的测量范围，将电导池放入电导计的电极架内。

3.读取电导计显示的电导率值，将其记到实验记录表中。

4.根据所加入的某一种量浓度的水溶液电离平衡常数的已知值，计算α和K值。

将计算结果记录到实验记录表中。

5.重复以上步骤，测定其他浓度水溶液的电导率和计算α和K值。

6.将α和K值以绘制α和C的曲线等形式呈现。

通过分析α和C的曲线，确定弱电解质的电离平衡常数K。

实验注意事项：1.电导池在使用前需清洗，以保证测量结果的准确性。

2.一定要记录所有测量数据，保证测量结果的可重复性。

3.将实验结果以图表等形式呈现，进行分析和论证。

实验结果：所得结果表明，电导法测定弱电解质的电离平衡常数是可靠准确的。

通过实验，还可以得到弱电解质电离度与浓度的变化规律，进一步了解了电解质溶液中的离子平衡关系。

电导法测定弱电解质的电离常数1 电导法测定弱电解质的电离常数姓名:侯芳利班级:化学2班学号:20105051243一、实验目的1.掌握电桥法测量电导的原理和方法;2.测定电解质溶液的当量电导，并计算弱电解质的电离常数。

二、实验原理θAB型(HAc)弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离常数K与浓度c、电离度α有如下关系:θθ2 K= (c/c )* α/(1-α) ( 1)θ在一定温度下K是一个常数，因此可以通过测定醋酸在不同浓度下的电离θ度，代入(1)式计算得到K值。

醋酸溶液的电离度可用电导法来测定。

电导的物理意义是:当导体两端的电势差为1伏特时所通过的电流强度。

亦即电导,电流强度/电势差。

因此电导是电阻的倒数，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成比。

A kG=(,) l2k称为电导率或比电导，即l为1m，A为1m时溶液的电导，因此电导这个值与电导池的结构无关。

电解质溶液的电导率不仅与温度有关，而且还与溶液的浓度有关，因此通常用摩尔电导率这个量值来衡量电解质溶液的导电本领。

摩尔电导率的定义如下:含有1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:Λm=k/c-3式中c为溶液中物质的量浓度，单位为mol?m。

c,*m,11c,，,,,2,,K(,)mmm1电桥法是测定电阻的常用方法。

它的原理如图所示。

,是高频(1000Hz)交流电源，,,是均匀且带有刻度的滑线变阻(全长1000)。

G为示波器，R为可,变电阻。

调节电阻R或移动触电D，可使,D两点间点位等于零，因此,,间没, 有电流。

R、R、R均可直接由仪器上读出，由此可计算出R。

12,,RRSX, RR12RRS1R, XR2三、仪器和药品电桥装置、电导电极(1支)、移液管(5 ml 2支)、移液管(10 ml 2支)、移液管(25 ml 2支)、恒温槽(1套)、容量瓶(50ml 5支)、试管(2.2cm*15cm 2支)KCl(化学纯);KCl 0.0100M溶液;HAc(化学纯);HAc 0.01000M溶液;NaCl (化学纯);NaCl 0.0100M溶液;电导水。

五、实验数据记录与处理1、作图法求K ΘHAc 。

（1）根据公式：如果以1/Λm 对cΛm 作图，截距即为1/Λ∞m ，由直线的斜率和截距即可求得K ΘHAc 。

表一 摩尔电导率以及各溶液的浓度 （3）以1/Λm 对cΛm 作图（见图一）。

1/ΛmcΛm图一 以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图二 以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果：直线的斜率为：42664.10717；直线的截距为：28.1034 根据公式： K ΘHAc =（截距）2*10-3/斜率 =1.85*10-5通过查阅《普通化学原理》附表，知：25℃时，醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5相对误差：5.71%2、求醋酸的电离度α。

根据弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系： 求出五组不同浓度的醋酸溶液的电离度，见表二。

其中25℃下的Λ∞由表三得到。

表二 醋酸溶液的电离度 表三 不同温度下无限稀释的醋酸溶液的摩尔电导率（10S ·m /mol ）3、计算法求K ΘHAc根据公式：通过计算的方法求得K Θ，与作图法以及标准值比较，相关数据见表四。

表四 计算的方法求得K HAc根据计算的结果，只有c/16的K ΘHAc 与其他数据相差较大，这与通过作图拟合时的数据一致，通过图一中对无根数据的拟合，可以看出也是c/16的数据点偏离拟合直线比较多，应该是实验误差所致。

4、对第一次实验数据的处理以及处理结果。

注：本次实验我们小组测量了两次，原因是第一次实验测量的数据通过拟合直线虽然斜率是可靠的，但是其截距是负值，这与直线方程的截距物理意义不符合，通过询问前面几组的数据，我们发现用右侧仪器的小组数据都出现了这样一个问题，因此我们决定用另外一个仪器第二次测量。

表五 第一次测量的实验数据及相关计算数值(2)作图法求KΘHAc1/ΛmcΛm图三 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图四 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果：直线的斜率为：36293.42452；直线的截距为：-266.69365 根据公式：因为截距为负值无法加入计算，因此用表三中25℃时的摩尔电导率代入计算：求得K ΘHAc =(1/0.03908)2/斜率=1.80*10-5通过查阅《普通化学原理》附表，知：25℃时，醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5 相对误差：2.86%。

实验二 电导法测定弱电解质的电离常数一、实验目的1. 掌握电导测量的原理和方法。

2. 学会使用 DDS-11A 型电导率仪，测定弱电解质电离平衡常数的方法。

二、实验原理AB 型（如HAc ）弱电解质在溶液中的电离达到平衡时，HAc= H + + Ac - c(1-αc )cαccαc其电离平衡常数（K c ）与浓度（c ）、电离度（αc ）之间有如下的关系：cc cc K αα-=12(1)在一定温度下K c 是常数，因此可以通过测定AB 型弱电解质在不同浓度时的αc ，代入上式就可以求出K c 。

醋酸溶液的电离度可用电导法测定，溶液的电导用电导率仪测定。

测定溶液的电导，要将被测溶液注入电导池中，如图1所示。

图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ，电极的面积为A ，则溶液电导G 为：G=КA/1式中：К为电导率。

电解质溶液的电导率不仅与温度有关，还与溶液的浓度有关。

因此常用摩尔电导m λ来衡量电解质溶液的导电能力。

m λ与К之间的关系为：m λ=10-3К/c式中m λ的单位是S·m 2·mol -1，К的单位为S·m -1，c 的单位为mol·dm -3。

对于弱电解质，电离度αc 等于浓度为c 时的摩尔电导(m λ)和溶液在无限稀释时的摩尔电导(∞m λ )之比，即：∞=mmc λλα (2)将式(2)代入式(1)：)(2m m m m cc c K λλλλ-=∞∞ cm κλ=∞∞-⋅=m c m c K cK λκλκ2)(以κ对κc 作图应为一直线，其斜率为2)(∞m c K λ ，截距为)(∞m c K λ ，根据斜率和截距可算出 K c 和∞m λ 。

三、仪器及试剂仪器：恒温装置 1套，DDS-11A 型电导率仪，电导电极，移液管（25 ml 、5 ml 和 1 ml 各 1支），容量瓶（50 ml 5只），250 ml 烧杯1只，洗耳球1只。

弱电解质电离常数的测定实验报告实验报告：弱电解质电离常数的测定摘要：本实验采用了电导法和pH法，测定了弱电解质乙酸的电离常数。

实验结果表明，在本实验条件下，乙酸的电离常数（K）为1.42×10^-5。

引言：弱电解质的电离常数是描述其电离程度的重要参数。

而弱电解质的电离程度又对其化学性质和物理性质的表现产生重要影响。

因此，测定弱电解质的电离常数是化学实验中非常重要的一项内容。

本实验采用了两种方法测定弱电解质电离常数：电导法和pH 法。

电导法是通过测量溶液电导率的方式，求出电离度，再根据电离度求出电离常数。

而pH法则是引入指示剂，通过观察溶液酸碱指示剂的颜色变化，来测定溶液的pH值，再根据酸碱平衡理论求出电离常数。

两种方法各具特点，都有其适应性较广的实验条件。

实验方法：1. 电导法：实验准备：分别将乙酸（CH3COOH）和氯化钠（NaCl）粉末称取适量加入两个干燥的量筒中。

在称量过程中，要求精确且取样量应相同。

将两个量筒分别加入水后摇匀，使其完全溶解，制成1 mol/L的标准溶液。

实验过程：（1）实验前，使用电导仪对电极进行标定，并检查仪器应用状态是否正常。

（2）将不同体积的乙酸溶液加入电导池中，测定每个体积下的电导率，记录数据。

（3）将不同体积的氯化钠溶液加入电导池中，测定每个体积下的电导率，记录数据。

实验准备：分别将pH值各不相同的缓冲溶液制备好，乙酸和氯化钠的标准溶液也需要提前制备好。

实验过程：（1）将乙酸标准溶液倒入盛有相同体积缓冲溶液的比色皿中，然后将一定体积的NaOH溶液导入其中，观察pH值变化，并记录所导入NaOH溶液的体积。

这样做是为了制备满足pH值要求的乙酸缓冲溶液。

（2）当制作好乙酸缓冲溶液后，将其与NaCl混合制成一定浓度的混合溶液，并在其中加入酸碱指示剂，以观察其pH值的变化，并记录所导入NaOH溶液的体积。

（3）根据获得的数据，计算出乙酸的电离度和电离常数。

实验结果：1. 电导法：可计算出不同体积下的溶液电导率，进而计算出溶液的电离度。

新乡医学院物理化学实验课教案首页授课教师姓名职称:新乡医学院化学教研室a~l在一■定温度下，溶液的摩尔电导与离子的真实浓度呈正比, 因而也与a呈正比，所以：.如醋酸: HAc + H 2。

H3O++ Ac电导法测弱电解质的解离平衡常数、实验目的1. 溶液电导的基本概念，掌握电导测定的实验方法。

2. 基本掌握DDS-307型电导率仪的使用。

3. 测定醋酸溶液的解离平衡常数。

4. 测定难溶盐的溶解度。

1、实验原理电解质溶液的导电能力的大小，等于它的电阻的倒数丄，电导以R L表示，则 1L =R则l 1 AR ，所以：=A P lAK — l式中■■-称为比电导（或电导率），其单位为S -m-1，其值为电阻率的倒数。

则一L丄A式中的丄A 对于一定的电导电极而言是一个常数，A为极板面积，丨为极间距-^JAJ称为电导池常数，电导池常数可通过测定已知比电导的电解质溶液（如氯化钾标准溶液）来确定。

电解质溶液的电导，可以通过平衡电桥法进行测定，但目前多采用电导仪。

DOS-IIA（或D）型电导率仪可以直接测出溶液的比电导。

电解质溶液的电导是随着溶液浓度的改变而改变的，当溶液中含有1摩尔溶质时的电导称为摩尔电导率以A m表示■.式中c为摩尔浓度，A m的单位为Sm-1 mol-1根据电离学说，弱电解质的解离a随着溶液的稀释而增大，当溶液无限稀释时，弱电解质全部电离为无限稀释的摩尔电导）。

平衡浓度：c（1- a ）2ca1 - a因此由实验测得醋酸溶液的摩尔电导，就可以求得它的解离常数。

般难溶盐类在水中的溶解度很小，其饱和溶液浓度很难用普通滴定法测定，但可用根据溶液m.-QOm —10 ( m olL")则难溶盐的溶解度10cM ( g,1 0 0ml )仪器：DDS — 307型电导率仪DLS-10 型电导电极 DLS-1型电导电极电导法测定，其基本原理是：难溶盐的饱和溶液是很稀的，可以近似视为无限稀释溶液，所 以其摩尔电导可由离子摩尔电导求得。

实验二 电导法测定弱电解质的电离常数一、实验目的1. 掌握电导测量的原理和方法。

2. 学会使用 DDS-11A 型电导率仪，测定弱电解质电离平衡常数的方法。

二、实验原理AB 型（如HAc ）弱电解质在溶液中的电离达到平衡时，HAc= H + + Ac - c(1-αc )cαccαc其电离平衡常数（K c ）与浓度（c ）、电离度（αc ）之间有如下的关系：cc cc K αα-=12(1)在一定温度下K c 是常数，因此可以通过测定AB 型弱电解质在不同浓度时的αc ，代入上式就可以求出K c 。

醋酸溶液的电离度可用电导法测定，溶液的电导用电导率仪测定。

测定溶液的电导，要将被测溶液注入电导池中，如图1所示。

图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ，电极的面积为A ，则溶液电导G 为：G=КA/1式中：К为电导率。

电解质溶液的电导率不仅与温度有关，还与溶液的浓度有关。

因此常用摩尔电导m λ来衡量电解质溶液的导电能力。

m λ与К之间的关系为：m λ=10-3К/c式中m λ的单位是S·m 2·mol -1，К的单位为S·m -1，c 的单位为mol·dm -3。

对于弱电解质，电离度αc 等于浓度为c 时的摩尔电导(m λ)和溶液在无限稀释时的摩尔电导(∞m λ )之比，即：∞=mmc λλα (2)将式(2)代入式(1)：)(2m m m m cc c K λλλλ-=∞∞ cm κλ=∞∞-⋅=m c m c K cK λκλκ2)(以κ对κc 作图应为一直线，其斜率为2)(∞m c K λ ，截距为)(∞m c K λ ，根据斜率和截距可算出 K c 和∞m λ 。

三、仪器及试剂仪器：恒温装置 1套，DDS-11A 型电导率仪，电导电极，移液管（25 ml 、5 ml 和 1 ml 各 1支），容量瓶（50 ml 5只），250 ml 烧杯1只，洗耳球1只。

电导法测定醋酸电离常数一、实验目得1、了解溶液电导、电导率与摩尔电导率得概念;2、测量电解质溶液得摩尔电导率,并计算弱电解质溶液得电离常数。

二、实验原理电解质溶液就是靠正、负离子得迁移来传递电流。

而弱电解质溶液中,只有已电离部分才能承担传递电量得任务。

在无限稀释得溶液中可以认为电解质已全部电离,此时溶液得摩尔电导率为Λ∞m,而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。

一定浓度下得摩尔电导率Λm与无限稀释得溶液中摩尔电导率Λ∞m就是有差别得。

这由两个因素造成,一就是电解质溶液得不完全离解,二就是离子间存在着相互作用力。

所以,Λm通常称为表观摩尔电导率。

Λm/Λ∞m=α(U++ U-)/(U+∞+ U-∞)若U+= U-,,U+∞=U-∞则Λm/Λ∞m=α式中α为电离度。

AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K aө,起始浓度C0,电离度α有以下关系: AB A+ + B-起始浓度mol/L: C00 0平衡浓度mol/L: C0·(1-α) αC0 αC0K cө=[c(A+)/cө][c(B-)/cө]/[c(AB)/cө]=C0α2/(1-α)=C0Λ2/[cөΛ∞m(Λ∞m-Λm)]m根据离子独立定律,Λ∞m可以从离子得无限稀释得摩尔电导率计算出来。

Λm可以从电导率得测定求得,然后求出K aө。

Λm C0/cө =Λ∞m2K cө/Λm-Λ∞m K cө通过Λm C0/cө~1/Λm作图,由直线斜率=Λ∞m2K cө,可求出K cө。

三、仪器与试剂DDS-11A(T)型电导率仪1台;恒温槽1套;0、1000mol/L醋酸溶液。

四、实验步骤1、调整恒温槽温度为25℃±0、3℃。

2、用洗净、烘干得义形管1支,加入20、00mL得0、1000mol/L醋酸溶液,测其电导率。

3、用吸取醋酸得移液管从电导池中吸出10、00mL醋酸溶液弃去,用另一支移液管取10、00mL电导水注入电导池,混合均匀,温度恒定后,测其电导率,如此操作,共稀释4次。

2.2电化学部分实验七 电导与弱电解质电离平衡常数的测定1 目的要求(1) 了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。

(2) 掌握用电桥法测量溶液电导的原理和方法。

(3) 测定溶液的电导，了解浓度对弱电解质电导的影响，测定弱电解质的电离平衡常数。

2 基本原理(1) 电导、电导率与电导池常数：导体可分为两类：一类是金属导体，它的导电性是自由电子定向运动的结果；另一类则是电(解质导体，如酸、碱、盐等电解质溶液，其导电性则是离子定向运动的结果。

对于金属导体.，其导电能力的大小通常以电阻R(resistance)表示，而对于电解质溶液的导电能力则常以电导G(electric conductance)表示。

溶液本身的电阻R 和电导G 的关系为：RG 1=(2.7.1) 由欧姆定律(Ohm′s law)IR U = (2.7.2) 则有UI G =(2.7.3) 式中，I 为通过导体的电流，U 为外加电压。

电阻的单位为欧姆，用Ω表示。

电导的单位为西门子(Siemens)，用S 或Ω-1表示。

导体的电阻R 与其长度l 成正比，而与其截面积A 成反比。

Al R ρ= (2.7.4) 式中，ρ是比例常数，表示在国际单位制(SI)中长1m ，截面积为1m 2导体所具有的电阻，称为电阻率(resistivity)，单位是1m 2。

由式(2.7.4)取倒数，并令κ=1/ρ可得lA G κ= (2.7.5) κ称为电导率(eletrolytic conductivity)，也是比例常数，表示长1m ，截面积为1m 2导体的电导。

对溶液来说，它表示电极面积为1m 2，两极距离为1m 时溶液的电导。

单位为Ω-1· m -1或S·m -1。

对于某一电导池,用来测定的电极往往是成品电极，两极之间的距离l 和电流通过电解质时镀有铂黑的电极面积A 是固定的，即l ／A 是固定的，称l ／A 为电导池常数，以K cell 表示，单位是m -1。