内容发布更新时间 : 2024/12/24 0:01:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
一、实验目的
1、测量KCl水溶液的电导率，求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、电解质溶液的导电能力通常用电导G来表示，单位为西门子用符号S表示，若将某电解质溶液放入两平行电极之间，设电极间距离为1，电极面积为A，则电导可表示为：
G=к*A/l (1)
其中к为电导率，其物理意义：在两平行而相距1m，面积均为1m2的两电极间，电解质溶液的电导率，其单位以SI制表示为s*m-1，(l/A)为电导池常数，以Kcell表示，单位为m-1。
通常由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中用一种已知电导率的溶液先求出电导池的常数K cell，然后再把欲测的的溶液放入该电导池中测出其电导值，在根据上式求出其电导率。
在讨论电解质溶液的导电能力时常用摩尔电导率?m表示。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，单位为S*m2mol-1 。 摩尔电导率与电导率的关系：
?m=к/c (2) 其中c为溶液浓度，单位为mol*m-3。
2、在很稀的溶液中，强电介质的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线函数。用公式表示为：
?m=?m∞﹣A *c-1/2
(3)
3、对于弱电解质溶液而言，其?m无法利用上式通过实验来直接测定，但在其无限稀释的溶 液中，弱电解质的a=1，，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 不受其他离子的干扰，对电解质Mv+A v-来说：
?m∞= v + ?mv+0 + ?mv-0 (4)
其中?mv+0和?mv-0分别代表正、负离子的无限稀释摩尔电导率，它与温度及离子的本性有关。
在弱电解质的稀溶液中，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略，可以认为她在浓度为c时的解离度a等于它的摩尔电导率?m与其无限稀释摩尔电导率之比：
a=?m/?m∞ (5)
对于 HAc，在溶液电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度 c 和电离度a的关系：
HAc ==== H
+
+ Ac
-
t=0 c 0 0 t=t平衡 c(1-a) ca ca
K0=ca2/c0(1-a) (6)
在一定温度下K0为常数，因此可以通过测定HAc在不同的浓度时的a代入（6）式求出Kc。
HAc的?m∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λ
∞
m
的代数和求得，
Λm∞(HCl)= Λm∞(H+)+Λm∞(Ac-)=Λm∞(HCl)+ Λm∞(NaCl)- Λm∞(NaCl) 将（4）代入（1）式可得：
K0=cΛm∞/c0Λm∞(Λm∞ - ?m)
或 c?m=(Λm∞)2 K0c0 (1/?m)- Λm∞K0C0
三、仪器与药品
仪器：梅特勒326电导率仪1台；电导电极1只；量杯(50ml)2只；移液管(25ml)3只；洗瓶1只；洗耳球1只。
药品：10.00mol/m-3KCl溶液；100.0 mol/m-3HAc溶液；电导水。
四、实验步骤
1、打开电导率仪开关，预热5min。 2、KCl溶液电导率测定：
⑴移液管准确移取10.00（mol·m-3）KCl溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。
⑵准确移取25.00 ml电导水于上述量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑶准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑷重复⑶的步骤2次。
⑸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，电极用纸擦干。
3、HAc溶液和电导水的电导率测定：
⑴准确移入100.0（mol·m-3）HAc溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。
⑵再移入25.00 ml已恒温的电导水于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑶移出25.00 ml量杯中的溶液，弃去；再移入25.00 ml电导水，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。
⑷再准确移入25.00 ml电导水于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。 ⑸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，取平均值。
⑹倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用纸擦干，关闭电源。
五、注意事项
1、换待测液测定前，必须将电导电极和电导池洗净、擦干，以免影响测定结果。 2、移液时要小心，不要把液体溅出量杯。
六、数据记录
1、数据的记录
大气压：100.71kPa 室温：21.1℃ 实验温度：20.4℃ ①测定KCl溶液的电导率 C/(mol*m) 10.0 5.00 2.50 1.25 0.625 -3K/(S*m-1) 第一次 1394 725 377 194.3 106.7 第二次 1398 717 377 194.0 105.8 第三次 1393 727 376 194.3 106.0 平均值 1395 723 376.7 194.2 106.2 ②测定HAc溶液的电导率
电导水的电导率K(H2O)/(S*m-1)：0.00281 C/(mol*m) 0.100 0.050 0.025 0.0125 -3K/(S*m-1) 第一次 603 415 291 195.3 第二次 602 416 289 194.0 第三次 604 416 289 193.9 平均值 603 415.7 289.7 194.4 2、实验处理
①将KCl的各组数据填入表内：
C/( mol*m-3) 10.0 0.01395 3.162 5.00 0.01446 2.236 2.50 0.01506 1.581 1.25 0.01554 1.118 0.625 0.01699 0.7906 ?m(S*m2*mol-1) c/(mol1/2*m-3/2)
?m
图1
从图中可以读出当浓度趋向与0时的?m 的数值，即?m∞=0.01662，求得A=5.098*10-3 相对误差=|0.01662-0.03907|/0.03907=57.46% ②HAc溶液的各组数据填入表内：
C1/2
HAc原始浓度：0.0930mol*dm-3 C mol*dm 0.093 0.0465 0.02325 0.01163 -3K S*m 0.05749 0.03876 0.02616 0.01663 -1?m S* m2*mol-1 6.182*10-4 8.335*10-4 1.1252*10-3 1.4305*10-3 ?m-1 S-1* m-2*mol 1.6176*103 1.1998*103 0.8887*103 0.6991*103 C?m S*m 0.05749 0.03876 0.02616 0.01663 -1?% 1.582 2.133 2.880 3.661 K 2.366*10-5 2.162*10-5 1.986*10-5 1.618*10-5 0
C?m
图2
由图可得：斜率=(?m∞)KC=5.06×10
200
-5
所以K=5.062×10/[(3.907×10)*1×10]=3.293×10
-5
-22
3
-5
0
相对误差=|3.293-2.144|/2.144=53.59% 七、实验讨论
从实验数据上来看，求得的?m∞、K出现了较大的偏差，实验误差的主要为以下几个原因：
① 在KCl溶液进行第二次移液时不小心将部分液体溅出量杯外。
② 移电导水的移液管上端破了一个小口，导致在要食指按住移液管上端时不能完全堵
住，而使量取的电导水体积偏低。 ③ 个人移液读数时导致的误差。 ④ 仪器设备带来的误差。
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