物化实验报告六王军利

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1、实验六电导法测定乙酸电离平衡常数一、实验目的1、掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及他们之间的联系。2、掌握由电导法测定弱电解质电离平衡常熟的原理。二．实验原理：1．电离平衡常数Kc的测定原理在弱电解质溶液中，只有已经电离的部分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，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与无限稀释的溶液的摩尔电导率是有区别的，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：（1）式中为弱电解质的电离度。对AB型弱电解质，如乙

2、酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度α的关系推导如下：CH3COOH→CH3COO－+H＋起始浓度c00平衡浓度c(1－α)caca则（2）以式（1）代入上式得：（3）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：（4）由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率∧m，将对1/Λm作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内的平均值。2．摩尔电导率∧m的测定原理电导是电阻的倒数，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，用k表示，单位为G·m-1。摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解

3、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=κ/c（5）式中c为溶液中物质的量浓度，单位为mol·m-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。G=κA/l（6）由（6）式可得κ=G（7）对于固定的电导池，l和A是定值，故比值l/A为一常数，以表示，称为电导池常数，单位为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，通常将已知电导率κ的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000mol·L-1KCl溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由

4、（7）式算得电导池常数。当电导池常数确定后，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κ，将c、κ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，但对弱电解质溶液则不能用外推法，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：（8）不同温度下醋酸的值见表1。表2.5不同温度下醋酸的(S·m2·mol-1)温度/K298.2303.2308.2313.2×1023.9084.1984.4894.779一、实验器材DDBJ-350便携式电导率仪

5、，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（25mL）；0.0200mol·L-1标准溶液，0.1779mol·L-1标准溶液四．实验步骤1.调节恒温水槽水浴温度至25℃（室温偏高，则水浴温度调节到35℃）。将实验中要测定的溶液恒温。2.将足量的标准溶液（能浸泡四环电极的四个金属环）和醋酸溶液（50.00mL）分别放入玻璃恒温水浴槽中（水浴面应高于溶液面），加热10min。3.四环电极用去离子水清洗，滤纸吸干电极表面少量残留水后，将电极插入标准溶液，并确定电极金属环全部浸泡。4.按键开机，等候3~5秒钟后，待显示屏出现测定电导率的界面（显示屏应含有“”字样），即可进入下一步

6、操作，否则，请示指导老师。5.按“校准”键，待显示屏中闪动的消失后，仔细观察显示屏界面变化，当出现“1/cm~2/cm”的某一值时（该值仅显示3秒钟），及时记录，该值即为四环电极的电导池常数。6.四环电极用去离子水清洗，滤纸吸干电极表面少量残留水后，将电极插入醋酸溶液，并确定电极金属环全部浸泡，按“读数”键，待显示屏中闪动的消失后，读取显示屏中溶液的电导率值。7.四环电极用去离子水清洗，将电极放入去离子水中浸泡保存。8.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0.2mol/L25mL醋酸溶液中测量电导率。再用标有“

7、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0.1mol/L。此时不要将电极取出。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25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L、0.0125mol/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。9.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