电动势法测定平均活度因子

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1、电动势法测定电解质溶液的平均活度因子一、实验目的1.掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度因子的基本原理和方法。2.通过实验加深对活度、活度因子、平均活度、平均活度因子等概念的理解，并验证Debye-Hückel极限定律，了解其适用范围。3.进一步掌握电位差计的原理及其使用方法。二、基本原理活度因子γ是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子，它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为：在理想溶液中各电解质的活度因子为1，在稀溶液中活度因子近似为1。对于电解质溶液，由于溶液是电中性的，所以单个

2、离子的活度和活度因子是不可测量、无法得到的。通过实验只能测量离子的平均活度因子，它与平均活度平均质量摩尔浓度之间的关系为：其中，本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度因子。其原理如下：用Ag-AgCl电极、锌片电极（需汞齐化）和一定浓度的ZnCl2溶液构成如下单液化学电池：Zn(s)，Hg(s)

3、ZnCl2(a)

4、AgCl(s)

5、Ag(s)电池反应为Zn(s)+2AgCl(s)=2Ag(s)+Zn2+(aZn2+)+2Cl-(aCl-)(6)其电动势为：（7）式中，称为电池的标准电动势。（0.222V，-0.

6、763V可见，当电解质的浓度m为已知值时，在一定温度下，只要测得E值，再由标准电极电势表的数据求得，即可求得。Debye-Hückel对强电解质溶液进行一些假定，导出了稀溶液中离子活度因子的计算公式：=(8)计算ZnCl2溶液的离子强度式中，m为溶液的质量摩尔浓度（单位：mol/kg），需进行换算：,溶液的体积摩尔浓度c配制溶液时即可知道，密度用比重管测定。用对I作图，可以验证Debye-Hückel极限定律。三、仪器及试剂仪器：恒温装置一套，测定电动势仪器一套，标准电池，电子分析天平1台，250ml容量瓶1只、10

7、0ml容量瓶7只，10ml移液管1支，5mL移液管1支，100ml烧杯2只，比重管1只，注射器1只，Ag/AgCl电极，细砂纸。试剂：ZnCl2（A.R），锌片、乙醇、丙酮、稀HCl、Hg(NO3)2饱和溶液。四、操作步骤1．溶液的配制：用去离子水准确配制浓度为1.0mol.dm-3的ZnCl2溶液200ml。将此标准浓度的ZnCl2溶液稀释成0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5mol.dm-3标准溶液各100ml。2．溶液密度的测定：用比重管测定各份溶液的密度。3．恒温：控制恒温浴温度为

8、（30.0±0.1）℃。4．Zn电极的处理：将锌电极用细砂纸打磨至光亮，用乙醇、丙酮等除去电极表面的油，再用稀HCl浸泡片刻以除去表面的氧化物（观察到表面出现气泡即可），取出用蒸馏水冲洗干净，浸泡在Hg(NO3)2饱和溶液中2~3秒，取出,迅速用蒸馏水冲洗干净。5.用标准电池对电位差计进行校正。6.电动势的测定：将配制的ZnCl2标准溶液，按由稀到浓的次序分别装入电池管恒温。将锌电极和Ag/AgCl电极分别插入装有ZnCl2溶液的电池管中，用电位差计分别测定各种在ZnCl2浓度时电池的电动势。7．实验结束后，将电池、

9、电极等洗净备用。五、注意事项1．测量电动势时注意电池的正、负极不能接错。2．锌电极要仔细打磨、处理干净方可使用，否则会影响实验结果。锌电极需进行汞齐化，3．Ag/AgCl电极要避光保存，若表面的AgCl层脱落，须重新电镀后再使用。4．在配置ZnCl2溶液时，若出现浑浊可加入少量的稀硫酸溶解。