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1、交流电桥法测定电解质溶液的电导第1页，共17页，编辑于2022年，星期四实验目的采用交流电桥法测定弱电解质溶液的电阻R,求出电导G了解弱电解质溶液的导电规律，求弱电解质的电导率(k),摩尔电导率(m),电离度()和电离常数(Kc)等参数掌握电导电极的使用方法，学会用强电解质溶液的数据标定电极常数第2页，共17页，编辑于2022年，星期四实验原理 电导（电导（G G）：指电解质溶液的导电能力，电导是电阻R的倒数，即G=1/R，单位为西门子，用S表示。电解质溶液(第二类导体)和普通的金属导体(第一类导体)一样，它们的导电和导体的长度成反比。若以L表示两电极之间的距离，以A表示电极的面积。k为电导率
2、，表示当截面积A=1m2，长度L=1m时，导体的电导，单位为Sm-1第3页，共17页，编辑于2022年，星期四 摩尔电导的定义：在相距1m的两平行电极间，放入1 mol 的电解质溶液所呈现的电导，称为摩尔电导m。摩尔电导m与电导率k的关系为：m是电解质浓度为C的摩尔电导，其单位是-1m2mol1或Sm2mol1。第4页，共17页，编辑于2022年，星期四弱电解质的电离度与摩尔电导的关系为：电离平衡常数与摩尔电导的关系随电解质类型不同而异，对1-1型电解质如HAc的电离平衡为：HAc=H+Ac电离平衡常数为：第5页，共17页，编辑于2022年，星期四四臂交流电桥线路原理如图，交流电桥的测量原理与
3、直流电桥相仿，当电桥平衡时各臂的阻抗之间有一定的关系：第6页，共17页，编辑于2022年，星期四在测定溶液电阻时，采用高周波电阻箱构成三个桥臂，由于高周波电阻箱采取了特殊措施因此可以看成是纯电阻，可是电导池存在分布电容Cx，为了使电桥平衡，必须在相应的一个臂上并联一个可变电容如图所示通过调节R1、R2、R3及C(图）第7页，共17页，编辑于2022年，星期四第8页，共17页，编辑于2022年，星期四仪器与药品高周波十进式电阻箱个，可调电容箱个，示波器台，音频信号发生器台，恒温水域槽套，铂黑电极只，电导池个，导线若干，mL移液管只，mL移液管支，mL 移液管支，mL 容量瓶个，mL烧杯个，0.0
4、1000 mol/L KCl,0.1000mol/L HAc,电导水。第9页，共17页，编辑于2022年，星期四实验步骤1 水浴恒温oC(为什么？),按照图2连接线路，将R1和R2调节为等值，调节音频信号发生器的输出为赫。2 将 0.1000mol/L HAc 溶 液 分 别 稀 释 为 0.0500mol/L、0.0250mol/L、0.0125mol/L和0.00625mol/L.3.将电导池中盛的液体倒出，用.1000mol/L 的 KCl溶液洗 涤三次，然后盛入该溶液并使液面略高出电极，将电导池浸入恒温槽中，并使电导池液面在恒温水下，恒温1015 min，将电导池的引线接入电桥。第10
5、页，共17页，编辑于2022年，星期四实验步骤4.接通示波器及音频信号发生器的电源，并调节示波器的辉度聚焦，水平及垂直位置，调整Y轴增幅。5.按下电键K，反复调整R3及C,至示波器显示屏上出现一条直线电桥便达到平衡（未调R3以前示波器上显示正弦波形）。记录R1，R2，R3 数值，重复测定三次，每次用不同的R2、R3值测定3次，测定时不时摇动电导池（注：测量时若观察到电极表面附有小气泡，应轻轻敲击振动试管，将其排除，以免引起测量误差），至3次读数接近为止，取其平衡值作为结果。三次测定值的偏差应控制在KCl为1%，取三次平均值。为了防止电导池因通电升温改变电导率，在测定时，通电时间不应持续过久。第
6、11页，共17页，编辑于2022年，星期四7.改换醋酸溶液按照同上方法测定溶液的电阻，每次更换溶液要用待测溶液冲洗电导池（注：从稀到浓，避免干扰。），并恒温5-10 min以后进行测定，逐一将不同浓度醋酸溶液的电阻测完。（注：醋酸的电阻比KCl大，所以应根据实验情况调节R2/R1的值）8.用电导水反复清洗电导池，然后测定电导水的电阻。由于电导水的电阻很大，所以应重新调整R1 及 R2，使R1 为10，R2 为1000。重复测定两次，前后两次偏差应控制在2%-3%之间，否则表面电导池未洗净，应重新洗涤，直至符合要求。第12页，共17页，编辑于2022年，星期四实验步骤9.测定完毕电导池中的电导水
7、不必弃去，将电极浸泡其中。10.实验完毕，关闭电源，拆去电路，整理实验台。第13页，共17页，编辑于2022年，星期四数据处理(1)由KCl溶液电导率值及电导水的电导计算电导池常数 已知25 时0.1 moldm-1KCl溶液的电导率为0.14114 Sm-1(2)计算各种浓度的乙酸溶液电导率(3)计算乙酸在各浓度的摩尔电导率m(4)计算乙酸在各浓度下的电离度a 已知25 时乙酸的 =390.710-4 Sm2mol-1(5)计算乙酸的电离平衡常数Kc第14页，共17页，编辑于2022年，星期四数据处理三次测定0.01000mol/dm-3KCl的电阻为：R1=685.80 G1=1.4581
8、0-3 R2=690.00 G2=1.44910-3 R3=690.00 G3=1.44910-3三次测量结果的相对标准偏差S=0.52%第15页，共17页，编辑于2022年，星期四注意事项 为了得到精确的结果，必须用电导水；测定前，必须将 电导电极及电导池洗涤干净，以免影响测定结果。实验中温度要恒定，测量必须在同一温度下进行，恒温槽 的温度要控制在25.0 0.1。第16页，共17页，编辑于2022年，星期四思考题1.测定溶液的电导为什么要用交流电桥？能否用直流电桥？2.结合本实验结果，分析当HAc浓度变稀时，Rx、m、Kc等怎样随浓度变化？你的实验结果与理论是否相符合？为什么？第17页，共17页，编辑于2022年，星期四