电导及其应用.docx

物理化学实验报告 院系 化学院环境工程学院 班级 0409402 学号 23 姓名 张玉 日期 2011/12/13同组者姓名 张永胜 实验十九 电导及其应用 一、实验目的 1.了解溶液电导的基本概念。 2.学会电导(率)仪的使用方法。 3.掌握溶液电导的测定及应用。 二、预习要求 ? ??? 掌握溶液电导测定中各量之间的关系，学会电导(率)仪的使用方法。 三、实验原理 1.弱电解质电离常数的测定 AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数KC与原始浓度C和电离度α有以下关系： (1) 在一定温度下KC是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的α代入(1)式求出KC。 醋酸溶液的电离度可用电导法来测定，图19.1是用来测定溶液电导的电导池。 将电解质溶液放入电导池内，溶液电导(G)的大小与两电极之间的距离(l)成反比，与电极的面积(A)成正比： （2） 式中，为电导池常数，以Kcell表示;κ为电导率。其物理意义：在两平行而相距1m，面积均为1m2的两电极间，电解质溶液的电导称为该溶液的电导率，其单位以SI制表示为S·m-1(c·g·s制表示为S·cm-1)。 由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液先求出电导池常数Kcell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据(2)式求出其电导率。 溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导。以Λm表示，其单位以SI单位制表示为S·m2·mol-1(以c·g·s单位制表示为S·cm2·mol-1)。 摩尔电导率与电导率的关系： (3) 式中，C为该溶液的浓度，其单位以SI单位制表示为mol·m-3。对于弱电解质溶液来说，可以认为： (4) 是溶液在无限稀释时的摩尔电导率。对于强电解质溶液(如KCl、NaAc)，其Λm和C的关系为。对于弱电解质(如HAc等)，Λm和C则不是线性关系，故它不能像强电解质溶液那样，从 的图外推至C=0处求得。但我们知道，在无限稀释的溶液中，每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献，是独立移动的，不受其它离子的影响，对电解质来说，即。弱电解质HAc的可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的的代数和求得， 把(4)代入(1)式可得： (5) 或 (6)? 以对作图，其直线的斜率为 ，如知道值，就可算出KC。 2.CaF2(或BaSO4)饱和溶液溶度积(KSP)的测定 利用电导法能方便地求出微溶盐的溶解度，再利用溶解度得到其溶度积值。CaF2的溶解平衡可表示为： CaF2 Ca2+ + 2F- KSP = C(Ca2+)·［C(F-)2 = 4C3 (7) 微溶盐的溶解度很小，饱和溶液的浓度则很低，所以(3)式中Λm可以认为就是(盐)，C为饱和溶液中微溶盐的溶解度。 （8） κ(盐)是纯微溶盐的电导率。注意在实验中所测定的饱和溶液的电导值为盐与水的电导之和: G(溶液)=G(H2O)+G(盐) (9) 这样，整个实验可由测得的微溶盐饱和溶液的电导利用(9)式求出G(盐)，利用(2)式求出κ(盐)，再利用(8)式求出溶解度，最后求出KSP。 四、仪器药品 1.仪器 电导仪(或电导率仪)1台；恒温槽1套；电导池1只；电导电极1只；容量瓶(100mL)5只；移液管(25mL、50mL)各1只；洗瓶1只；洗耳球1只。 2.药品 ?? 10.00mol·m-3KCl溶液；100.0mol·m-3HAc溶液；CaF2(或BaSO4)(分析纯)。 五、实验步骤 ? 1.HAc电离常数的测定 (1)在100mL容量瓶中配制浓度为原始醋酸(100.0mol·m-3)浓度的1/4，1/8，1/16，1/32，1/64的溶液5份。 (2)将恒温槽温度调至(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃，按图17.1所示使恒温水流经电导池夹层。 (3)测定电导池常数Kcell 倾去电导池中蒸馏水(电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变)。将电