分析操作考试.docVIP

电导法测定一元弱酸（HA）的电离常数及其摩尔质量 ? 目的：1．掌握用电导率仪测定一元弱酸的电离常数Ka的方法。 2．通过实验了解溶液的电导（L），摩尔电导率（λ），弱电解质的电离度（α），电离常数（K）等概念及它们相互之间的关系。 3．学会使用电导率仪。 4. 学会用酸碱滴定方法测定固体酸(AR)的摩尔质量。 原理（一）： 弱电解质，在一般浓度范围内，只有部分电离。因此有如下电离平衡： HA = H+ + A– C(1 – α) Cα Cα 其中C为HA的起始浓度，α为电离常数，故C(1 – α)、 Cα、各为HA、H+及A–的平衡状态下的浓度。如果溶液是理想的，在一定温度下，可由质量作用定律得到电离常数（K）为： (1) 根据电离学说，弱电解质的α随溶液的稀释而增加，当溶液无限稀释时，α→1，即弱电解质趋近于全部电离。当温度一定时，弱电解质溶液在各种不同浓度时，电离度α只与在该浓度时所生成的离子数有关，因此可通过测量在该浓度所生成的离子数有关的物理量，如pH值、电导率等来测定α。本实验是通过测量不同浓度时溶液的电导率来计算α和Ka值。 电导，即电阻的倒数，电阻的单位是?（欧姆），所以电导的单位为?–1（姆欧）或S（西门子）。对于金属导体，电导（L）的数值和导体的长度（l）成反比，和导体的截面积（A）成正比。即 L = (2) 其中L0称为电导率或比电导。其物理意义是长l为1m，截面积A为1m2的导体的电导，所以它的单位可以写成?–1·m–1或S·m–1。对于每种金属导体，温度一定，电导率（L0）是一定的，因此可以用它来衡量金属导体的导电能力。 但是，对于电解质溶液，其导电机制是靠正、负离子的迁移来完成的。它的电导率，不仅与温度有关，而且与该电解质溶液的浓度有关，所以若用电导率L0来衡量电解质溶液的导电能力就不合适了。这样，就提出了摩尔电导率λ的概念。它的定义是： 含有1mol电解质的溶液，全部置于相距为单位距离（SI单位用1m）的两个平行电极之间，该溶液的电导称为摩尔电导率（λ）。摩尔电导率λ与L0的关系为： λ = (3) 式中C为电解质溶液的摩尔浓度（单位为mol?dm– 3）。 根据柯耳劳许的离子移动定律，在无限稀释的溶液中，正、负每种离子对电解质的电导都有贡献，而且互不干扰。因此可以写出如下关系式： λ 0 = λ 0+ + λ 0– (4) 即无限稀释溶液的摩尔电导率（λ）为无限稀释的溶液中两种离子的摩尔电导率（简称离子电导）之和。 对于无限稀释的HA说，可近似认为： λ 0 = λ o- + λ 0+ (5) 根据电离学说，在一般浓度的弱电解质溶液中，其离子电导为： λ = α（λ o- + λ 0+ ） (6) 在弱电解质溶液中，离子的浓度较小，离子之间的相互作用也较小，因此可近似地认为弱电解质的离子电导（λ - ， λ + ）与无限稀释溶液中的离子电导（λ o- ，λ 0+ ）相等。所以将(6)式代入(5)式，经整理得： (7) 将(7)式代入(1)，得：Ka= (8) 因此，可通过测定HA的电导率L0代入(3)式求得λ ；λ 0则由表1查得，再将λ ，λ 0代入(7)式、(8)式，求得α和K。 (8)式亦可写得： 如以对Cλ作图，截距即为，由直线的斜率即可求得Ka。 表1 不同温度下无限稀释的HA摩尔电导率（10 – 6S·m– 1） 温度（℃） 0 18 25 30 50 100 λ 0 260.3 348.6 390.8 421.8 532 774 原理（二）： 1、NaOH标准溶液的标定 NaOH标准溶液须采用间接配制法配制，因此要用基准物质标定其准确浓度。常用的基准物有草酸、邻苯二甲酸氢钾（KHP）。 （1） H2C2O4 + 2NaOH ===== Na2C2O4 + 2H2O pHsp=8.4 ，突跃范围：7.7-10.0,酚酞:无色→微红色 CNaOH = （2） 用邻苯二甲酸氢钾（KHP）标定