实验2 电导法测定弱电解质的电离常数.docx

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,HAcH++Ac-c(l-ac)caccac其电离平衡常数（K）与浓度（c）、电离度（a）之间有如下的关系:ccca2(l)c1—ac在一定温度下K是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的Ca，代入上式就可以求出KCC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l所示图l浸入式电导池若两电极间距离为1，电极的面积为A，则溶液电导G为:G=KA/1式中：K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九来衡量电解质溶液的导电能力九与K之间的关系mm为：九=10-3K/cm式中九的单位是S・m2・mol-1，K的单位为S・m-1，c的单位为mol・dm-3m对于弱电解质，电离度a等于浓度为c时的摩尔电导（九m）和溶液在无限稀释时的摩尔电导（九：）之比，即:(2)将式（2）代入式（1）：九2C0m()2Cm—K心cm以K对丁作图应为一直线，其斜率为K(九8)2，截距为K(")，根cmcm据斜率和截距可算出Kc和驚三、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（25ml、5ml和1ml各1支），容量瓶（50ml5只），250ml烧杯1只，洗耳球1只。

药品：0.0100mol・dm-3KCl溶液（KCl于110°C烘4h）,0.1000mol・dm-3HAc溶液，电导水四、实验步骤1. 调节恒温槽温度为25±0.1°C2．配制溶液：准确配制浓度为0.050、0.010、0.0050、0.0010和0.0005mol・dm-3的HAc溶液测定电导池常数（KG（即电极常数）：倾去电导池中的纯水（为防止电导电极干燥后吸附杂质，及干燥后的电极浸入溶液时表面不易完全浸润引起气泡,造成表面积发生变化等而影响测量结果，常将电导电极浸在电导池内的纯水中）然后用少量的0.0100mol・dm-3KCl溶液洗涤电导电极三次，加入0.0100mol・dm-3KCl溶液，使液面超过电极铂片1〜2cm,再移入25±0.1C恒温槽中恒温10分钟后用电导仪测量（DDS-11A型电导率仪的使用方法详见附录）测量时，将DDS-11A型电导率仪“量程”档开关置于“200”档，将“测量/校准”开关扳至“校正”位置，调节“常数”旋钮使屏幕显示为“1.00”将“测量/校准”开关扳至“测量”位置，读出屏幕显示的KCl标准溶液的电导（S2），电导池常数Kll=S1/S2，S1为KCl标准溶液的电导率（0.01mol/LKCl标准溶液，cell12125C时S1=1413pS/cm，30C时S1=1552pS/cm），S2为测量得到的KCl标准溶液的电导。

2. 测定乙酸溶液的电导率：倒去KCl溶液，用电导水充分洗净电导池及电导电极，再用少量0.0005mol・dm-3HAc溶液洗涤电导池和电导电极三次，将电极浸入0.0005mol・dm-3HAc溶液中，将“校准/测量”开关置于“测量”，将量程开关由大到小逐渐调节，直至所需测量范围，屏幕显示读数乘以量程开关倍率（C=1）即为被测溶液的实际电导率数据记入表1中，重复测量两次一并记入表1中，取三次测量值的平均值作为该浓度HAc的电导率同样方法，由稀到浓分别测定0.0010、0.0050、0.0100、0.0500和0.1000mol・dm-3的HAc溶液的电导率，一并记入表13. 同法测定电导水的电导率，重复测定三次以校正电导水对溶液电导率的影响4. 将恒温槽温度调至35±0.1C，同法测量不同浓度HAc的电导率，列于表7．实验结束后，先关闭各仪器的电源，用蒸馏水充分冲洗电导池和电极，并将电极浸入蒸馏水中备用表125°C不同HAc浓度时的电导率c/moldm-3K九gm测量值平均值0.00050.00100.00500.01000.05000.1000实验前电导水电导率实验后电导水电导率S2电导池常数(Kcell)表235C不同HAc浓度时的电导率c/moldm-3KK九8m测量值平均值0.00050.00100.00500.01000.05000.1000实验前电导水电导率实验后电导水电导率S2电导池常数(Kcell)五、结果与讨论c1. 计算一并列于表1和表2中。

Kc2. 以K对7作图，根据斜率和截距计算不同温度下的Kc和氏m六、注意事项1.为了提高实验精度，实验中的一切操作都必须采用电导水常用的电导水是用离子交换树脂来制备的为了除去其中的co2,要通入氮气几分钟本实验中电导水以蒸馏水代替，通氮过程忽略2．实验过程中严禁用手触及电导池内壁和电极3．溶液的电导率对溶液的浓度很敏感,在测定前,一定要用被测溶液多次荡洗电导池和电极,以保证被测溶液的浓度与容量瓶中溶液的浓度一致4.离子的极限摩尔电导率九；与温度有关，通常温度每升高1度，电导率增加2〜2.5%,因此测量前溶液要充分恒温九：可由下式计算:mHAc)=九g(H+)+九a(Ac-)mmH+、Ac-的极限摩尔电导率与温度的关系为:―/S-m2•mol-i=349.82x10-4[1+0.01385(t—25)]m,H+九g/S•m2•mol-1=40.9x10-4[1+0.0238(t一25)]m,Ac-式中t为体系的摄氏温度由上式可计算任何温度下HAc的值m七、思考题1．测定电解质溶液的电导，为什么一般用交流电而不用直流电？2．若实验过程中，电导池常数发生改变，它对HAc的电离常数有何影响？3. 结合本实验结果，分析当HAc浓度变稀时，K、九、a、K等怎样随浓mcc度变化？你的实验结果与理论是否相符合？为什么？4. 将实验测定的K值与文献值比较，试述误差的主要来源。

C附录：DDS-11A电导率仪的使用说明1、开机a）电源线插入仪器电源插座，电导电极插入仪器后面板的电极插座中；b）按电源开关接通电源，预热10min后，进行校准2、校准按下“校准/测量”按钮，使其处于“校准”状态，调节“常数”调节旋钮，使仪器显示所使用电极的常数标称值电导电极的常数，通常有10、1.0、0.1、0.01四种类型，每种类型电导电极准确的常数值，制造厂均标明在每支电极上作为参考常数调节方法如下：电极常数为1的类型：如电极常数的标称值为1.048，调节“常数”调节旋钮，使仪器显示值为104.8,（测量值=显示值XI）电极常数（即电导池常数）也可由测定KCI标准溶液的电导计算而得，电极未使用前，标于电极上的电导池常数与测定KCI标准溶液得到的值相差不大，电极长期使用后，其电极常数值变化较大，此时需由测定KCI标准溶液的方法计算得到，而不再使用标于电极上的电导池常数值3、测量a）电导常数及量程的选择在电导率测量的过程中，正确选择电导电极的类型和量程，对获得较高的测量精度是非常重要的表1电导率测量范围与对应使用的电导电极常数推荐表电导率测量范围（”S/cm）推存使用电导电极常数（cm-1）0~20.01，0.12~2000.1，1.0200~20001.0（铂黑）2000~200001.0（铂黑）、1020000~2X10510“量程”选择开关，可选择（2、20、200、2000及2X104）卩S/cm五个测量量程档。

根据本实验所选用的铂黑电极（电极常数为1.0），实验时仪器量程可根据被测溶液电导率大小，选择20、200或2000量程档b）温度补偿用温度计测量被测溶液的温度后，将“温度”调节旋钮指向被测溶液的实际温度值的刻度线位置此时，显示的值是经温度补偿后换算到25°C时的电导率值c）测量按下“校准/测量”按钮，使其处于“测量”状态，（此时，按钮为向上弹起的位置），将“量程”开关置于合适的量程档，待仪器显示稳定后，该显示值即为被测量溶液换算到25C时的电导率值，实际测量结果与使用各种不同电导电极常数有关本实验使用的电导电极常数C为1,测量结果（单位|JS/cm）为显示读数XC,即显示读数XI仪器在测量状态下，将清洗过的电极浸入溶液中，此时显示数值即为被测溶液的电导率值测量过程中，若显示屏首位为1，后三位数字熄灭，表示测量值超出测量量程范围，此时，应将“量程”开关置于高一档量程来测量若显示值很小，则应该将“量程”开关置于低一档量程，以提高测量精度。