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1、实验六实验六 电导法测定乙酸电离平衡常数电导法测定乙酸电离平衡常数报告人：报告人：同组人：同组人：实验时间实验时间 20212021 年年 0606 月月 1212 日日一实验目的：一实验目的：1掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系。3掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。二实验原理：二实验原理：1 1电离平衡常数电离平衡常数K Kc c的测定原理的测定原理在弱电解质溶液中，只有已经电离的局部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m，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率m与无限稀释的溶液
2、的摩尔电导率m是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系：mm1式中为弱电解质的电离度。对 AB 型弱电解质，如乙酸即醋酸，在溶液中电离到达平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度 的关系推导如下：CH3COOH CH3COO+H起始浓度c00平衡浓度c(1)cc那么ca2Kc21 ac2m以式1代入上式得：Kc3m(m m)因此，只要知道m和m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数Kc。将式2整理后还可得：22mc mKc mmKc4由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率m，将mc 对 1/m作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定
3、浓度范围内Kc的平均值。2 2摩尔电导率摩尔电导率m m的测定原理的测定原理电导是电阻的倒数，用G 表示，单位 S西门子。电导率那么为电阻率的倒数，用k表示，单位为 Gm-1。摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解质的溶液，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。m=/c5式中c为溶液中物质的量浓度，单位为molm-3。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 成正比。实用文档.G=A/l6由6式可得=KcellG7对于固定的电导池，l和 A 是定值，故比值l/A 为一常数，以Kcell表示，称为电导池常数，单
4、位为m-1。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积A 无法直接测量，通常将电导率的电解质溶液一般用的是标准的0.01000molL-1KCl 溶液注入电导池中，然后测定其电导G 即可由7式算得电导池常数 Kcell。当电导池常数 Kcell确定后，就可用该电导池测定某一浓度c 的醋酸溶液的电导，再用 7式算出，将c、值代入5式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。在这里的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液那么不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即：mm,m,8不同温度下醋酸m
5、的值见表 1。2-1表 1 不同温度下醋酸的m(Sm mol)温度/K2m10三仪器与试剂：三仪器与试剂：DDBJ-350 便携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管25mL；0.0200 molL-1KCl 标准溶液，0.200 molL-1HAc 标准溶液四实验步骤：四实验步骤：1 1调节恒温水槽水浴温度至25室温偏高，那么水浴温度调节到35。将实验中要测定的溶液恒温。2 2校准便携式电导率仪的电导池常数校准便携式电导率仪的电导池常数按下电导率仪“on/off键翻开仪器，按“模式/测量键到模式状态，按“或“键调节模式状态，至左下角出现CONT，按“确定键，左下角出现CAL，按“
6、确定键，左下角出现 CA-M，按“或“键调节的KCl 溶液的电导率大小至 0.276S/m(35时为 0.331 S/m)，按“确定键出现标定好的电导池常数，再按“确定键输入电导池常数。按“模式/测量键到测量状态。3 3测量醋酸溶液的电导率测量醋酸溶液的电导率标定好电导池常数后，将两电极用蒸馏水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到 0.2 mol/L 25mL 醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水字样的移液管吸取25mL 水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1 mol/L。此时不要将电极取出。为什么？测量后，用标有“0.1字样的移液管吸取25mL 溶液弃去，用标有“电导水字样的移液管吸取25
7、mL 水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05 mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2 mol/L、0.1mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L、0.0125 mol/L 醋酸溶液的电导率。记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。实用文档.4 4用蒸馏水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸馏水的锥形瓶中以备下一次实验用。五数据处理：五数据处理：1 1将原始数据及处理结果填入下表：将原始数据及处理结果填入下表：2 2 根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，求出各相应的摩尔电导率求出各相应的摩尔电导率m m和电离度和电离度
8、a a及电及电离平衡常数离平衡常数 K Kc c。实验温度：35浓度 c/molL-11/Sm-12/Sm-13/Sm-1平均m/Sm-1Sm2mol-1Kc实验测定电离平衡常数 Kc 平均值=1053 3用用mc对对 1/1/m m作图或进展线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数作图或进展线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数K Kc c。摩尔电导率浓度之积与摩尔电导率倒数的函数关系图摩尔电导率与浓度的乘积0.00010.000080.000060.000040.0000200500y=4E-08x+1E-062R =0.998710001500摩尔电导率倒数200025
9、00实用文档.22由图知，直线斜率为410，又因为斜率表示为所以可得：KmcmKc=410，得88Kc105六本卷须知六本卷须知:m和 kc时，需注意浓度 c 单位的区别，详见原理局部。2.温度对溶液的电导影响较大，因此测量时应保持恒温。七思考题七思考题:1 1电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？答：不能。测定电导池常数可以用标准溶液测定法，用氯化钾为标准物质；还可以用与标准电极比较法测定。2 2实际过程中，假设电导池常数发生改变，对平衡常数测定有何影响？实际过程中，假设电导池常数发生改变，对平衡常数测定有何影响？答：溶液电导一经测定，那么正比于 Kcell。即电导池常数测值偏大，那么算得的溶液的溶解度、电离常数都偏大，反之，电导池常数测值偏小，那么电离常数偏小。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！实用文档.