电导法测定弱电解质电导率思考题

实验十弱电解质电离常数的测定(电导法)Ⅰ、目的要求1．了解溶液电导的基本概念。

2．学会电导(率)仪的使用方法。

3．掌握溶液电导的测定及应用。

Ⅱ、基本原理AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数K c与原始浓度c和电离度α有以下关系：（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α，代入(1)式求出K c 。

醋酸溶液的电离度可用电导法测定。

将电解质溶液放入电导池内，溶液电导（G）的大小与两电极之间的距离（l）成反比，与电极的面积（A）成正比：（2）式中：l/A—电导池常数，以K cell表示；k—电导率，S/m由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液(KCl)先求出电导池常数，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据（3）式求出其电导率。

溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导，以Λm表示，单位为S·m2·mol-1。

摩尔电导率与电导率的关系：（3）式中：c—该溶液的浓度，mol/L对于弱电解质溶液，认为：（4）式中：Λm∞—溶液在无限稀释时的摩尔电导率，S·m2·mol-1对于强电解质溶液（如KCl，NaAc），其Λm和c的关系为对于弱电解质（如HAc等），Λm和c则不是线性关系，故其不能像强电解质溶液那样，从Λm—√c的图外推至c=0处求得Λm∞。

但在无限稀释的溶液中，每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献，是独立移动的，不受其他离子的影响，对电解质Mν+ Aν-来说，即弱电解质HAc的Λm∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λm∞的代数和求得把式（4）代入式（1）可得：（5）或（6）以cΛm对1/ Λm作图，其直线的斜率为(Λm∞)2K c，如知道Λm∞值，就可算出K c。

Ⅲ、仪器试剂电导仪（或电导率仪）、恒温槽、电导池、电导电极、容量瓶（100ml）5只、移液管（25ml、50ml各1个）、洗瓶、洗耳球0.0100mol/LKCl溶液、0.1000mol/LHAc溶液Ⅳ、实验步骤1．用50ml容量瓶将原始醋酸溶液（0.1000mol/L）进行2倍、4倍、8倍稀释，得到4种不同浓度的醋酸溶液。

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南昌大学物理化学实验报告学号：5802216018 实验日期：2018-04-03实验三电导法测定弱电解质解离度和解离常数一、 实验目的1、 掌握测定电解质溶液电导率的原理及方法；2、 掌握电导法测定弱电解质解离度和解离常数的原理及方法；3、 掌握电导仪的使用。

二、 实验原理AB 型弱电解质如醋酸，在一定浓度的水溶液中仅部分解离，离子与未解离的 分子之间存在动态平衡：CH 3COOHHCH 3COO -解离前 c 0平衡时c(1- a ) C a C a式中,C 为醋酸的初始浓度；a 为解离度。

若溶液可视为理想溶液，一定温度下解 离平衡常数K '与浓度C 和解离度a 的关系为2 2K 9 C a /C )。

丄• £------ ①(1- a )C/C 1- a c 9根据电离学说，弱电解质解离度a 随溶液浓度的减小而增大，当溶液无限稀 释时a — 1,即弱电解质完全解离。

本实验通过测定不同浓度时溶液的电导率来计 算a 和K 9 o电解质溶液为第二类导体，依靠正、负离子的定向迁移而导电，其导电能力用电导G 来表征：1 AG= R = ' [ / K ceii ② 其中Kce "称为电导池常数，通常用已知电导率的溶液来测得。

K 为电导率，为相距 单位长度、单位面积的两个平行板电极间充满电解质溶液时的电导，单位是o K 与溶液浓度c 之比为摩尔电导率A m :式中,溶液浓度c 的单位为mol学生姓名：李江生 专业班级：安工161A m------- ③c一定浓度的溶液中弱电解质发生部分解离，已解离的部分对溶液电导有贡 献。

无限稀释溶液中，电解质完全解离，正、负离子独立运动，溶液的摩尔电导率 为正、负离子的摩尔电导率之和：因此弱电解质溶液的解离度可以表示为解离平衡常数K 为式(2.11.6)可写成:1即A m—1 1A m c2 * --L 呈直线关系，直线斜率为K (A m),截距为A m 。

实验六：电导法测弱电解质的电离平衡常数一、实验目的：1、掌握惠斯登电桥法测定电导的原理。

2、学会实验测量的操作技术。

3、学会图解法求算解离度，了解电导测定的应用。

二、实验原理：电解质溶液的导电能力由电导G来量度，它是电阻的倒数，即：电导的单位是“西门子”，符号为“S”,。

将电解质溶液放入两平行电极之间，若两电极距离为l，电极面积为A，则溶液的电导为：式中电导率，其物理意义是l=1m，A=1m2时溶液的电导，其单位为S·m-1。

定义电导池系数则通常将一个电导率已知的电解质溶液注入电导池中，测其电导，根据上式即可求出K cell。

在研究电解质溶液的导电能力时，经常使用摩尔电导率,其定义为：式中c为电解质溶液的浓度，的单位是：S·m2·mol-1。

对于弱电解质（例如醋酸）来说，由于其电导率很小，所以测得的溶液的电导率应包括水的电导率，即电解质溶液是由正、负离子的迁移来传递电流的，在弱电解质溶液中，只有解离部分的离子才对电导有贡献，而在无限稀释的溶液中，电解质全部解离，其摩尔电导率是正、负离子的极限摩尔电导率之和。

即式中ν+，ν-分别为正、负离子的化学计量数，可查表得到。

与的差别来自两个因素，一是电解质的不完全电离，二是离子间的相互作用。

若溶液中离子浓度很低，彼此相隔较远，相互作用力可以忽略，则与之间的关系可表示为：(推导)式中α为弱电解质的解离度。

醋酸在水溶液中有下列平衡：其解离平衡常数为(推导)将代入上式整理可得此式称为奥斯特瓦尔德（Ostwald）稀释定律。

改写成线性方程为：以对作图得一直线，斜率为，截距为，由此可求得和(推导) ：整理可得：电解质溶液的电导通常利用惠斯登（Wheatston）电桥测量，但测量时不能用直流电源，因直流电流通过溶液时，导致电化学反应发生，不但使电极附近溶液的浓度改变引起浓差极化，还会改变两极的本质。

因此必须采用较高频率的交流电，其频率通常选为1000Hz。

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。

实验二 电导法测定弱电解质的电离常数一、目的要求1．了解溶液的电导，电导率和摩尔电导率的基本概念。

2．学时用电导法测定醋酸的电离平衡常数。

3．掌握电导率仪的使用方法。

二、实验关键1．浓度和温度是影响电导的主要因素，故移液管和容量瓶必须清洗干净，浓度配制要准确；测定电导时电极必须与待测溶液同时一起恒温。

2．测电导水的电导时，铂黑电极要用电导水（去离子水）充分冲洗干净，测定中电极不可互换。

三．实验原理电解质溶液是靠正，负离子的迁移来传递电流。

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∞Λm ，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得：∞-∞+∞Λ+Λ=Λ , , m m m∞+Λ , m 和∞-Λ , m 分别为无限稀释时的离子电导。

对乙酸在25℃时，∞Λm ＝349.82＋409＝390.8 S ·cm 2·mol －1。

一定浓度下的摩尔电导率m Λ与无限稀释的溶液中的摩尔电导率∞Λm 是有差别的。

这是由两个因素造成，一是电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。

所以m Λ通常称为表观摩尔电导率。

根据电离学说，弱电解质的电离度α随溶液的稀释而增大，当浓度c →0时，电离度α→1。

因此在一定温度下，随着溶液浓度的降低，电离度增加，离子数目增加，摩尔电导增加。

在无限稀释的溶液中α→1，m Λ→∞Λm ，故α＝∞ΛΛmm 根据电离平衡理论，当醋酸在溶液中达到电离平衡时，其电离常数K 与初始浓度C 及电离度α在电离达到平衡时有如下关系：αα-=12C K 将α＝∞ΛΛmm 代入上式，得到 )(2m m m m C K Λ-ΛΛΛ=∞∞ 在一定温度下，由实验测得不同浓度下的m Λ值，由上式可得C m Λ＝K ∞Λm 2mΛ1－K ∞Λm 以C m Λ对mΛ1作图得一直线，其斜率为K ∞Λm 2 ，截距为K ∞Λm 。

（整理）实验九电导法测定弱电解质的解离平衡常数.实验⼗⼀电导率的测定及应⽤⼀实验⽬的1. 测定KCl ⽔溶液的电导率,求算它的⽆限稀释摩尔电导率；2. ⽤电导法测定醋酸在⽔溶液中的解离平衡常数；3. 掌握DDS ⼀11A 型电导率仪的测量原理和使⽤⽅法；⼆实验原理1. 电解质溶液的导电能⼒通常⽤电导G 来表⽰，它的单位是西门⼦(Siemens)，⽤符号S (西)表⽰。

若将某.电解质溶液放⼊两平⾏电极之间，设电极间距为l ，电极⾯积为A ，则电导可表⽰为：G =кlA(11⼀1) (11⼀1)式中，к为该电解质溶液的电导率，单位为S ·m -1，它的数值与温度、溶液组成及电解质种类有关；l/A 称为电导池常数；它的单位为m -1。

在讨论电解质溶液的导电能⼒时，常⽤摩尔电导率Λm 这个物理量，它与电导率к、溶液浓度c 之间的关系如下：Λm =к/c (11⼀2)摩尔电导率的单位为S ·m 2·mol -1.2. Λm 总是随溶液浓度的降低⽽增⼤。

对强电解质稀溶液⽽⾔，其变化规律⽤科尔劳施(Kohlrausch)经验公式表⽰：c A m m -Λ=Λ∞ (11⼀3)(11⼀3)式中，Λm∞为⽆限稀释摩尔电导率。

对特定的电解质和溶剂来说，在⼀定温度下，A 是⼀个常数。

所以将Λm对c 作图得到的直线外推，可求得该强电解质溶液⽆限稀释摩尔电导率Λm ∞。

3. 对弱电解质，其Λm ∞⽆法利⽤(11⼀3)式通过实验直接测定，⽽是根据离⼦独⽴运动定律，应⽤强电解质⽆限稀释摩尔电导率计算出弱电解质⽆限稀释摩尔电导率，也可以从正、负两种离⼦的⽆限稀释摩尔电导率加和求得：∞--∞++∞Λ+Λ=Λ,,m m m νν (11⼀4)(11⼀4)式中,∞+Λ,m ,∞-Λ,m 分别表⽰正、负离⼦的⽆限稀释摩尔电导率。

不同温度下醋酸溶液Λm∞见表11⼀1。

表11⼀1不同温度下醋酸溶液的Λm∞在弱电解质的稀薄溶液中，离⼦的浓度很低,离⼦间的相互作⽤可以忽略，可以认为它在浓度为c 时的解离度α等于它的摩尔电导率Λm 与其⽆限稀释摩尔电导率∞Λm 之⽐,即:α=Λm /∞Λm(11⼀5)对1⼀1型弱电解质,例如醋酸,当它在溶液中达到解离平衡时,有:HAc ?H + +Ac ¯该反应的标准解离平衡常数K o与浓度为c 时解离度α之间有如下关系:)1(02αα-?=c c K (11⼀6) (11⼀6)式中c o为溶质B 的标准浓度, c o=1.00mol ·dm -3，合并(11⼀5)和(11⼀6)两式，即得:)(20mm m mc c K Λ-ΛΛ?Λ=∞∞ (11⼀7) (11⼀7)式可改写为:m Λ1=2)(∞Λ??Λm m K c c +∞Λm1 (11⼀8) (11⼀8)式为奥斯⽡尔德(Ostwald)稀释定律。

电导的测定及应用思考和讨论1、本实验为何要测水的电导率？答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。

作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。

水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。

所以要测水的电导率。

2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？答：镀铂黑的目的是为了增大电极的表面积，减小电流密度，从而降低由交流电引起的极化效应；（电导电极使用的敏感材料通常为铂，镀铂黑就是在铂表面镀上一层黑色蓬松的金属铂，目的是为了减少极化效应。

多孔的铂黑增加了电极的表面积，使电流密度减小，使极化效应变小，电容干扰也降低了。

不镀铂黑或镀得不好的铂黑电极，会产生很大的测量误差。

）使用时要注意不要用滤纸擦试铂黑，以免使铂黑脱落而改变电导池系数。

实验结束后，用蒸馏水冲洗电极，并浸泡在蒸馏水中，不使用时需浸泡在去离子水中，防止电极干燥。

溶液电导率大于0.0035/m时使用（溶液电导率大于200μS·m-1时用镀铂黑电极，否则要用光亮铂黑电极），若溶液电导率小于0.0035/m时，由于极化不严重，可使用光亮铂黑电极；3、电导、电导率、摩尔电导率与电解质的浓度有何关系？弱电解质的电离度、电离常数分别与哪些因素有关？电导测定还有哪些方面的应用？答：电导的大小与浓度成正比；对于强电解质溶液，溶液较稀时电导率近似与浓度成正比，随着浓度的增大，电导率的增加逐渐缓慢，浓度很大时的电导率经一极大值后逐渐下降；对于若电解质溶液，浓度从小到大，虽然单位体积中弱电解质的量增加，但因解离度减小，离子的数量增加不多，其电导率很小；摩尔电导率与电解质浓度成反比；弱电解质的电离度与溶液的本性、浓度、温度有关；一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。

弱电解质的电离常数只与温度有关；电导测定还可用于：检测水的纯度；计算弱电解质的电离度；测定难溶盐的溶解度及标准溶度积；电导滴定。

电导的测定及其应用—弱电解质的电离常数测量一、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平衡常数K。

二、实验原理1.电解质溶液的导电能力通常用电导G表示，其单位是西门子，用符号S 表示。

如将电解质溶液中放入两平行电极之间，电极间距离为l,电极面积为A，则电导可以表示为：k：电解质溶液的电导率，单位为S·m-1，l/A：电导池常数，单位为m-1，电导率的值与温度、浓度、溶液组成及电解质的种类有关。

在研究电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率Λm来表示，其单位为S·m2·mol-1。

Λm与电导率k和溶液浓度c的关系如下所示：2.摩尔电导率Λm随着浓度的降低而增加。

对强电解质而言，其变化规律可以用科尔劳斯（Kohlraus c h）经验式表示：为无限稀释摩尔电导率。

在一定温度下，对特定的电解质和溶剂来说，A为一常数。

因此，将摩尔电导率Λm对c1/2作图得一直线，将直线外推与纵坐标的交点即为无限稀释摩尔电导率之比，即用下式表示：在一定温度下，对于AB型弱电解质在水中电离达到平衡时有如下关系：该反应的解离平衡常数K与解离度α有如下关系：由此可以看出，如果测得一系列不同浓度AB型溶液的摩尔电导率Λm，然后以1/Λm对cΛm作图可得到一条直线，其斜率m等于，如果知道无限稀释摩尔电导率的数据，即可求得解离平衡常数K。

三、仪器与药品SLDS-I型数显电导率仪SYP-Ⅲ型玻璃25mL移液管恒温水槽DJS-1C型铂黑电极50ml量筒、100ml量筒250ml锥形瓶洗耳球KCl溶液（0.1mol.L-1）HA c溶液（0.1mol.L-1）蒸馏水滤纸四、实验步骤1.调节恒温水槽温度为25℃，打开电导率仪预热10分钟。

2.用容量瓶将0.1mol·L-1HA c溶稀释成为：0.0500mol·L-1、0.0200mol·L-1、0.0100mol·L-1、0.0050mol·L-1、0.0020mol·L-1五种溶液。