实验七电导和弱电解质电离平衡常数的测定

《实验七电导和弱电解质电离平衡常数的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、2.2电化学部分实验七电导与弱电解质电离平衡常数的测定1目的要求(1)了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。(2)掌握用电桥法测量溶液电导的原理和方法。(3)测定溶液的电导，了解浓度对弱电解质电导的影响，测定弱电解质的电离平衡常数。2基本原理(1)电导、电导率与电导池常数：导体可分为两类：一类是金属导体，它的导电性是自由电子定向运动的结果；另一类则是电(解质导体，如酸、碱、盐等电解质溶液，其导电性则是离子定向运动的结果。对于金属导体.，其导电能力的大小通常以电阻R(resistance)表示，而对于电解质溶液的导电能力则常以电导G(electricconductanc

2、e)表示。溶液本身的电阻R和电导G的关系为：(2.7.1)由欧姆定律(Ohm′slaw)(2.7.2)则有(2.7.3)式中，I为通过导体的电流，U为外加电压。电阻的单位为欧姆，用Ω表示。电导的单位为西门子(Siemens)，用S或Ω-1表示。导体的电阻R与其长度l成正比，而与其截面积A成反比。(2.7.4)式中，ρ是比例常数，表示在国际单位制(SI)中长1m，截面积为1m2导体所具有的电阻，称为电阻率(resistivity)，单位是1m2。由式(2.7.4)取倒数，并令κ=1/ρ可得(2.7.5)κ称为电导率(eletrolyticconductivity)，也是比例常数，表示

3、长1m，截面积为1m2导体的电导。对溶液来说，它表示电极面积为1m2，两极距离为1m时溶液的电导。单位为Ω-1·m-1或S·m-1。对于某一电导池,用来测定的电极往往是成品电极，两极之间的距离l和电流通过电解质时镀有铂黑的电极面积A是固定的，即l／A是固定的，称l／A为电导池常数，以Kcell表示，单位是m-1。则式(2.7.5)可表示为:(2.7.6)7虽然l和A是固定的，但很难直接准确测量。因此，通常是把已知电导率的溶液(常用一定浓度的KCl溶液)注入电导池，用平衡电桥法测其电导G，则可求出电导池常数。Kcell已知后，用相同的方法和同一电导池来测未知溶液的电导。(2)电导

4、的测定：电导的测定在实验中实际上是测定电阻。随着实验技术的不断发展，目前已有不少测定电导和电导率的成品仪器，这些仪器可把测出的电阻值换算成电导值在仪器上反映出来。如果是用配套固定的电极，可直接反映出电导率值。但其测量原理都是一样的，和物理学上测电阻用的韦斯顿(Wheatstone)电桥类似。测量导体的电导是以补偿法为基础的，即将一未知电阻与一已知电阻相比较的方法，求得导体对电流的电阻值。其原理如图(2.7.1)所示。图2.7.1补偿法原理线路图2.7.2学生型电位差计测电阻时线路图1振荡器2电键3电导池4耳机5电阻箱AB是均匀滑线电阻，沿滑线AB移动接触点c，找出当零点指

5、示仪器指示无电流通过时，即D、C两点电位相等，因此AD区域间的电位降应等于AC区域间的电位降；同样，BD和BC区域间的电位降亦相等。自电源出来的电流强度为I，在A点电流分为二支，设沿ACB电路电流强度为I1，沿ADB电路电流强度为I2，此时(2.7.7)(2.7.8)式中，V为电位降，l为滑线臂长，P为单位滑线长之电阻。因为所以有(2.7.9)7(2.7.10)式(2.7.9)÷式(2.7.10)或(2.7.11)式中lBC、lAC、R1均可直接从仪器上读出，由此可以计算出Rx，其倒数Rx即为待测导体的电导G。如果是采用学生型电位计右半部分作为电桥(即学生型电桥)，其原理如图

6、(2.7.2)所示。主要部分是一个电阻为10Ω的均匀金属丝LH,E+点在LH上可滑动接触点，滑线LH分有1000刻度，旋动B可读出与LE+相应的刻度，设计刻度为A，于是可计算出LE+/HE+之比值，亦即(2.7.12)为了测定更精确，可以将接触点由LH移到L′H′，H与H′之间、L与L′之间各有一个45Ω的电阻，在电桥平衡时(2.7.13)这样灵敏度提高10倍。(3)摩尔电导率、电离度及电离常数：摩尔电导率(molarconductivity)是指把含1mol电解质的溶液全部置于相距为1m的两电极间，这时所具有的电导，这时用Λm表示。此时，溶液的摩尔电导率(2.7.14)

7、Vm是1mol电解质溶液的体积，单位是m3·mol-1。若溶液的浓度为c(mol·m-3)，则(2.7.15)溶液的Λm其单位为S·m2·mol-1。Λm随溶液浓度而改变，溶液越稀，Λm越大。因为当溶液无限稀释时，电解质分子全部电离，此时，摩尔电导率最大，这一最大值称为极限摩尔电导率，以Λm∞表示之。Λm要小于Λm∞，弱电解质溶液Λm与Λm∞之比象征着电解质的电离程度或称其为电离度，以α表示之，即(2.7.16)1-1型电解质在溶液中建立平衡时设未离解时AB的浓度