电导法测定乙酸电力平衡常数(数据处理).doc

电导法测定乙酸电离平衡常数（数据处理） 实验目的 掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及他们之间的联系。 掌握由电导法测定弱电解质电离平衡常熟的原理。 实验原理： 1．电离平衡常数Kc的测定原理 在弱电解质溶液中，只有已经电离的部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率∧m与无限稀释的溶液的摩尔电导率是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系： （1） 式中为弱电解质的电离度。 对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度α的关系推导如下： CH3COOH →CH3COO－ + H＋ 起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c(1－α) ca ca 则 （2） 以式（1）代入上式得： （3） 因此，只要知道∧m∞和∧m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数Kc。 将式（2）整理后还可得： （4） 由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率∧m，将对1/Λm作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内的平均值。 2．摩尔电导率∧m的测定原理 电导是电阻的倒数，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，用k表示，单位为G·m-1。 摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解质的溶液，全部置于相距为1m的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率。摩尔电导率与电导率之间有如下的关系。 ∧m= κ/c （5） 式中c为溶液中物质的量浓度，单位为mol·m-3。 在电导池中，电导的大小与两极之间的距离l成反比，与电极的面积A成正比。 G = κA/ l （6） 由（6）式可得 κ=G （7） 对于固定的电导池，l和A 是定值，故比值l/A为一常数，以表示，称为电导池常数，单位为m-1。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将已知电导率κ的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000mol·L-1KCl溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由（7）式算得电导池常数。 当电导池常数确定后，就可用该电导池测定某一浓度c的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出κ，将c、κ值代入（5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。 在这里的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即： （8） 不同温度下醋酸的值见表1。 表2.5 不同温度下醋酸的 (S·m2·mol-1) 温度/K 298.2 303.2 308.2 313.2 ×102 3.908 4.198 4.489 4.779 实验器材 DDBJ-350便携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（25mL）； 0.0200 mol·L-1 标准溶液，0.1779 mol·L-1 标准溶液 四．实验步骤 调节恒温水槽水浴温度为25°C，将实验中要测定的溶液和一定量的蒸馏水恒温。 校准便携式电导率仪的电导常数：量取一定量0.2mol/L的溶液于小烧杯中，并放置于恒温水槽中恒温至25°C。用滤纸将两电极擦拭干净并测出溶液的电导率；并与0.276s/m相比，若差很多，重新调节。 测量醋酸溶液的电导率： （1）、取50ml0.1779mol/L的醋酸溶液于小锥形瓶中并置于恒温水槽中至温度升到25°C，两电极洗净擦干，用电导率仪测出其电导率，每隔一两分钟测一次，测三次。 (2)、用移液管吸取锥形瓶中醋酸25ml,再加入25ml水稀释醋酸，并测其电导率。重复该操作，依次稀释四次。 （3）记录实验数据。 （4）将电导电极、温度传感器洗净，依然将电导电极泡在蒸馏水中。收拾好实验桌。 五、数据处理 实验温度： 25℃ 六、思考题: 1．电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？