交流电桥法测定电解质溶液的电导

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1、交流电桥法测电解质溶液的电导张会鸽兰州大学化学化工学院Email:zhanghuige@lzu.edu.cn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(Λm),电离度(α)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实验原理电导（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

2、电导率，表示当截面积A=1m2，长度L=1m时，导体的电导，单位为S·m-1摩尔电导的定义：在相距1m的两平行电极间，放入1mol的电解质溶液所呈现的电导，称为摩尔电导Λm。摩尔电导Λm与电导率k的关系为：Λm是电解质浓度为C的摩尔电导，其单位是Ω-1·m2·mol–1或S·m2·mol–1。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：四臂交流电桥线路原理如图１，交流电桥的测量原理与直流电桥相仿，当电桥平衡时各臂的阻抗之间有一定的关系：在测定溶液电阻时，采用高

3、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３）仪器与药品高周波十进式电阻箱３个，可调电容箱１个，示波器１台，音频信号发生器１台，恒温水域槽１套，铂黑电极１只，电导池１个，导线若干，５０mL移液管１只，２５mL移液管１支，２５mL移液管３支，１００mL容量瓶４个，５０mL烧杯３个，0.01000mol/LKCl,0.1000mol/LHAc,电导水。实验步骤1水浴恒温２５oC(为什么？),按照图2连接线路，将R1和R2调

4、节为等值，调节音频信号发生器的输出为１０００赫。2将0.1000mol/LHAc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０.1000mol/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10～15min，将电导池的引线接入电桥。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

5、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。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5-10min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

6、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10Ω，R2为1000Ω。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。实验步骤9.测定完毕电导池中的电导水不必弃去，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。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0.1mol·dm-1KCl溶液的电导率为0.14114S·m-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

7、导率Λm(4)计算乙酸在各浓度下的电离度a已知25℃时乙酸的=390.7×10-4S·m2·mol-1(5)计算乙酸的电离平衡常数Kc数据处理三次测定0.01000mol/dm-3KCl的电阻为：R1=685.80ΩG1=1.458×10-3R2=690.00ΩG2=1.449×10-3R3=690.00ΩG3=1.449×10-3三次测量结果的相对标准偏差S=0.52%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