实验五：电导率的测定及其应用.doc

宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 化本092 姓名 周培 实验日期 2011年4月14日 同组姓名 徐浩， 郑志浩 指导老师 刘旭峰 ，王婷婷 实验名称 实验五、电导的测定及其应用 一、实验目的1、测量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、电解质溶液的电导率、摩尔电导率①电导率对于电解质溶液，常用电导G表示其导电能力的大小电导G是电阻R的倒数，电导的单位是西门子，常用S表示G =κA /l κ为该溶液的电导率 l/A = Kcell，称为电导池常数其意义是电极面积为及1m2、电极间距为lm的立方体导体的电导，单位为S·m－1Kcell可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，再得出κ ②摩尔电导率ΛmΛm=κ/ C C为溶液浓度，单位mol.m-32、当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导率逐渐增大。

柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系： Λ∞m为无限稀释时的极限摩尔电导率 ，A视为常数可见，以Λm对作图得一直线，其截距即为Λ∞m3、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认为弱电解质已全部电离此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m，可用离子极限摩尔电导率相加求得 在弱电解质稀溶液中离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽视，因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λm与其极限摩尔电导率之比，即： α=Λm/Λ∞m 对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系： HAc====H+ + Ac- t=0 C 0 0 t=t平衡 C(1-α) Cα Cα K⊙=cα/c⊙(1-α) 在一点温度下K⊙是常数，因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。

α=Λm/Λ∞m代入上式中得出： K⊙=cΛm2/ [c⊙Λ∞m(Λ∞m-Λm)]或者 cΛm=（Λ∞m）2 K⊙ c⊙(1/Λm )- Λ∞m K⊙c⊙ 以cΛm对1/Λm作图，其直线斜率为（Λ∞m）2 K⊙ c⊙，因此可算出K⊙三、实验仪器、试剂仪器：梅特勒326电导率仪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1、打开电导率仪开关，预热5min2、KCl溶液电导率的测定：①用移液管准确移入10.00（mol/m-3）KCl溶液25.00ml置于洁净，干燥的量杯中测其电导率3次，去平均值②再用移液管准确移入25.00ml电导水，置于上述量杯中搅拌均匀后，测其电导率3次，取其平均值③用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去再用移液管准确移入25.00ml点导水，置于上述量杯中搅拌均匀后，测其电导率3次，取其平均值④重复③的步骤⑤重复③的步骤。

⑥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 ①用移液管准确移入100.0（mol/m-3）HAc溶液25.00ml置于洁净，干燥的量杯中测其电导率3次，去平均值②再用移液管准确移入25.00ml已恒温的电导水，置于上述量杯中搅拌均匀后，测其电导率3次，取其平均值③用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去再用移液管准确移入25.00ml电导水置于上述量杯中搅拌均匀后，测其电导率3次，取其平均值 ④再用移液管准确移入25.00ml电导水，置于上述量杯中搅拌均匀后，测其电导率3次，取其平均值 ⑤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，去平均值⑥倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干五、数据记录与处理室温： 24.7 ℃ 大气压： 100.24 Kpa 实验温度 23.8 ℃ 已知数据：25℃下10.00（mol/m-3）KCl溶液电导率=0.4113S.m-1; 25℃下无限稀释的Hac水溶液的摩尔电导率=3.907*10-2S.m2.mol-1⑴测定KCl溶液的电导率c/(mol. m-3)k/( S.m-1)*104第一次第二次第三次第四次10.013861382138413845.00716715716715.72.50369369368368.71.25186.1186.3186.8186.40.62599.098.498.498.5⑵测定HAc溶液的电导率电导水的电导率k( H2O)/( S.m-1)： 9.30*10-4 S.m-1c/(mol. dm-3)k/( S.m-1) *104第一次第二次第三次第四次0.100600602602601.30.050411410410410.30.025286284283284.70.0125192.1192.3192.2192.22、数据处理⑴将KCl溶液的各组数据填入下表内：c/(mol. m-3)10.05.002.501.250.625Λm/( S.m2.mol-1)1.384*10-21.431*10-21.475*10-21.491*10-21.576*10-2C/(mol1/2.m-3/2)3.162.241.581.120.79以KCl溶液的Λm对√c作图，由图得该直线的斜率(1.475*10-2 -1.431*10-2)/(1.58-2.24)=-6.667*10-4 截距c=0.01537因此方程得出，KCl的Λ∞m=c=0.01537S.m2.mol-1⑵HAc溶液的各组数据填入下表内：HAc原始浓度：0.093 mol.dm-3C/(mol.dm-3)k /( S.m-1)Λm/( S.m2.mol-1)Λm-1/( S-1.m-2.mol)CΛm/( S.m -1)αK⊙< K⊙>0.0930.05926.366*10-41.57*1030.060131.63*10-22.51*10-52.30*10-50.04650.04018.624*10-41.16*1030.041032.21*10-22.52*10-50.023250.0275411.845*10-48.44*1020.028473.03*10-22.20*10-50.0116250.0182915.733*10-46.36*1020.019224.03*10-21.96*10-5 κ=κ′-κH2O以CΛm对1/Λm作图得：由图得出该直线的斜率k=(0.02847-0.01922) /(1.16*103-8.44*102)=2.93*10-5截距c=0.0148 因此由cΛm=（Λ∞m）2 K⊙c⊙(1/Λm ) - Λ∞m K⊙c⊙方程得出 K⊙=k/（Λ∞m）2 c⊙=2.93*10-5/[(3.907*10-2)2*1000]=1.92*10-5误差为(2.30*10-5-1.92*10-5)/2.30*10-5=0.1652六、结果讨论一、误差产生原因可能是配制溶液时浓度不是很准确，有点误差，还有就是操作过程中的误差。

主要误差原因：1、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，则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2、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二、结果与讨论1、电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关，所以测电导时要恒温而电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用2、电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低，原因是：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1。