实验六：电导法测弱电解质hac的电离平衡常数

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1、实验六：电导法测弱电解质的电离平衡常数一、实验目的：　　1、掌握惠斯登电桥法测定电导的原理。　2、学会实验测量的操作技术。　3、学会图解法求算解离度，了解电导测定的应用。二、实验原理：电解质溶液的导电能力由电导G来量度，它是电阻的倒数，即：　　　　　　　　　　　　　　电导的单位是“西门子”，符号为“S”,。　将电解质溶液放入两平行电极之间，若两电极距离为l，电极面积为A，则溶液的电导为：　　　　　　　　　　　　　式中电导率，其物理意义是l=1m，A=1m2时溶液的电导，其单位为S·m-1。定义电导池系数　　　　　　　　　　　　

2、　则　　　　　　　　　　通常将一个电导率已知的电解质溶液注入电导池中，测其电导，根据上式即可求出Kcell。　在研究电解质溶液的导电能力时，经常使用摩尔电导率,其定义为：　　　　　　　　　　　　　　式中c为电解质溶液的浓度，的单位是：S·m2·mol-1。　对于弱电解质（例如醋酸）来说，由于其电导率很小，所以测得的溶液的电导率应包括水的电导率，即　　　　　　　　　　　　　　　电解质溶液是由正、负离子的迁移来传递电流的，在弱电解质溶液中，只有解离部分的离子才对电导有贡献，而在无限稀释的溶液中，电解质全部解离，其摩尔电导率是正、负

3、离子的极限摩尔电导率之和。即　　　　　　　　　　　　　　　　　　式中ν+，ν-分别为正、负离子的化学计量数，可查表得到。　与的差别来自两个因素，一是电解质的不完全电离，二是离子间的相互作用。若溶液中离子浓度很低，彼此相隔较远，相互作用力可以忽略，则与之间的关系可表示为：　　　　　　　　　　　　　　　(推导)　　式中α为弱电解质的解离度。　醋酸在水溶液中有下列平衡：　　其解离平衡常数为　　　　　　　　　　　　　　　(推导)　将代入上式整理可得　　　　　　　　　　　　　　此式称为奥斯特瓦尔德（Ostwald）稀释定律。改写成线性方

4、程为：　　　　　　　　　　　以对作图得一直线，斜率为，截距为，由此可求得和(推导)：　　　　　　整理可得：　　　　　电解质溶液的电导通常利用惠斯登（Wheatston）电桥测量，但测量时不能用直流电源，因直流电流通过溶液时，导致电化学反应发生，不但使电极附近溶液的浓度改变引起浓差极化，还会改变两极的本质。因此必须采用较高频率的交流电，其频率通常选为1000Hz。另外，构成电导池的两极采用惰性铂电极，以免电极与溶液间发生化学反应。　惠斯登电桥的线路如图8-1所示，其中S为交流信号发生器，R1、R2和R3是三个可变交流变阻箱的阻值

5、，Rx为待测溶液的阻值，H为耳机（或示波器），C1为在R3上并联的可变电容器，以实现容抗平衡。测定时，调节R1、R2、R3和C1，使H中无电流通过，此时电桥达到了平衡。则有：　　　即　Rx的倒数即为溶液的电导，即　　　　　　　由于温度对溶液的电导有影响，因此实验应在恒温条件下进行。　本实验通过测定0.02molKCl溶液的电阻，求得电导池系数通过测定水、醋酸溶液的电导G，分别求出其电导率根据两式计算出各浓度醋酸溶液的，最后以三、仪器与药品交流信号发生器　　1台恒温槽　　　　　　1台（图）示波器　　　　　　1台（图）可变电阻箱　

6、　　　1个（图）电导电极　　　　　1个（图）电导池　　　　　　1个（图）10mL移液管　　　　2支0.02mol·dm-3氯化钾溶液、0.1mol·dm-3乙酸溶液、电导水四、实验步骤1、按8-1图连接好惠斯登电桥测量线路，调节恒温槽温度至25℃。　2、测定电导水的电导。依次用蒸馏水、电导水洗电极及电导池各三次，在电导池中装入电导水，水面高度应高于电极铂片2mm以上，放入恒温槽中恒温后，测定其电阻。然后更换电导水，再测定两次，取其平均值　。　3、测定醋酸溶液的电导。取20mL0.1mol·dm-3醋酸溶液注入电导池中，测定其电

7、阻。用移液管从电导池中吸出10mL溶液弃去，用另一支移液管取10mL电导水注入电导池中，混合均匀，待温度恒定后，测量其电阻，如此操作，共稀释4次，即分别测定0.1、0.05、0.025、0.0125、0.00625mol·dm-3五个浓度溶液的电阻Rx。　4、测定电导池系数。按2中所述方法测定0.02mol·dm-3的KCl溶液的电阻，重复测定三次，取其平均值。已知25℃时0.02mol·dm-3的KCl溶液的电导κ(KCl)=0.2765S·m-1。　5、将上述测量数据及处理结果记录于下表中。　６、以对作图，由直线的斜率计算

8、。已知25℃时=349.82×10-4S·m2·mol-1，=40.9×10-4S·m2·mol-1。计算出，并与作图法得到的相比较。【实验关键提示】　　　1.利用惠斯登电桥测定溶液的电导，关键是找到电桥的平衡点，一般测量步骤是，先选择R2/R1=1（理论上讲，此时所得到的结