实验十二 电解质溶液活度系数的测定
一、实验目的
测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。
二、实验原理
将理想液体混合物中一组分B的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B的化学势。
为真实液体混合物中组分B的活度因子。真实溶液中溶质B，在温度T、压力P下，溶质B的活度系数为： 
其中
为活度因子（或称活度系数）。
电池：Ag，AgCl| HCL| 玻璃 | 试液 || KCL（饱和）| 
（g），
（液接电势）
玻璃电极 | | 甘汞电极
上述电池的电动势：
（1）
其中：
（K是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数）
当实验温度为25
时 
（2）
上式可改写为： 
即
根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述关系式 
所以 
或 
或将不同浓度的HCl溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E值，以0.11831gm为纵坐标，以
为横坐标作图，可得一曲线，将此曲线外推，即可求得K。求的K后，再将各不同浓度m时所测得的相应E值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例子活度系数γ±，同时根据
之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。
三、仪器药品
仪器：离子活度计、干电池、移液管若干支；
药品：0.1mol/L盐酸溶液
四、试验步骤
1、溶液配制
分别配置0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.05 mol/L及0.1 mol/L溶液50mL
2、不同浓度的盐酸溶液的电动势测定
测定不同浓度HCl溶液的E。
五、注意事项
1、本实验中电池的电动势，存在一个平衡的问题，电动势由小到大，也需15min左右才能稳定不变，开始时可以较大的氢气流速把管路中的空气驱尽，随后应以稳定不变的氢气流进行工作。
2、铂黑电极有较强的吸附性能．在测定很稀的溶液时，需多次用待测液淋洗，否则可能改变电池的浓度。
六、数据记录
七、数据处理
1、求E。
将不同浓度的HCl溶液分别测出其相应的电动势E值，以0.11831gm为纵坐标，以
为横坐标作图，将此曲线外推，求K。
2、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数
。
3、根据公式
及
之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。
1、数据处理表：
按要求作图：
由图可知K’=-0.468
2、将K’带入公式（2）可得
3、根据公式计算可得：
八、思考题
1、试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。
把电池电动势的公式
与德拜—休克尔的极限公式
相结合得到
；作出直线之后再外推得到K’,再将K’代到电动势公式中求出平均离子活度系数。
2、当实验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？
因为接近25时德拜—休克尔公式中的A才是我们确定的常数为0.509，而不是随浓度变化的值，才能用外推法。
九、误差分析
1、每次测量前，要用待测液洗干净，以免将溶液稀释。
2、由于离子活度计的读数不断地跳跃，最终读得稍微稳定的值都有偏差。
物 理 化 学
实验报告
实验名称：电解质溶液活度系数的测定
姓 名：刘炳成
班 级：12级应用化学
学 号：1220405005
指导老师：曹红翠
实验日期：20##/3/13
第二篇：电解质溶液活度系数的测定
物理化学实验报告
实验名称： 电解质溶液活度系数的测定
学 号：
班 级： 有色冶金
姓 名：
实验日期： 20##-3-13
一、实验目的
测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。
二、实验原理
将理想液体混合物中一组分B的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B的化学势。
为真实液体混合物中组分B的活度因子。真实溶液中溶质B，在温度T、压力P下，溶质B的活度系数为： 
其中
为活度因子（或称活度系数）。
电池：Ag，AgCl|HCL|玻璃|试液||KCL（饱和）| 
（液接电势）
玻璃电极 | | 甘汞电极
上述电池的电动势： 
（1）
其中：
（K是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数）
当实验温度为25
时 
（2）
上式可改写为： 
即
（1）
根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述关系式
所以 
或 
或将不同浓度的HCl溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E值，以0.11831gm为纵坐标，以
为横坐标作图，可得一曲线，将此曲线外推，即可求得K。求的K后，再将各不同浓度m时所测得的相应E值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例子活度系数γ±，同时根据
之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。
三、仪器药品
仪器: 离子活度计、干电池、移液管若干支；
药品: 0.1mol/L盐酸溶液。
四、试验步骤
1、溶液配制
分别配置0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.05 mol/L及0.1 mol/L溶液50mL
2、不同浓度的盐酸溶液的电动势测定
测定不同浓度HCl溶液的E。
五、数据记录
1、配置不同浓度的盐酸溶液所需0.1 mol/L HCl溶液如下：
2、不同浓度的50mL盐酸溶液的电动势的测定
六、数据处理
1、根据E值和质量摩尔浓度m及其他值绘制曲线求K＇值。
对于一般稀溶液来说，其密度近似等于水的密度，可以近似认为
C（mol/L）=m（mol/kg），这种近似常用于计算中。
由m = CHCl /ρ水，其中 ρ水 = 1.0 Kg/m3 。可计算出 E+0.1183lgm和
。数据如下表：
将不同浓度的HCl溶液分别测出其相应的电动势E值，以
E +0.11831gm为纵坐标，以
为横坐标作图，将此曲线外推，求K＇。
有图可求出K＇= -0.5338
2、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数
。
将各不同浓度的m时所测得的相应E值代入
lg =1/0.1183 (k＇- E – 0.1183lgm)
可计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数。
lg1 =1/0.1183 (k＇- E1 – 0.1183lgm)
=1/0.1183 {-0.5338 + 0.2595 – 0.1183lg0.005}
= -0.0177
1 =0.9600
lg2 =1/0.1183 (k＇- E2 – 0.1183lgm)
=1/0.1183 {-0.5338 + 0.2781 – 0.1183lg0.01}
=-0.1614
2 =0.6896
lg3 =1/0.1183 (k＇- E3 – 0.1183lgm)
=1/0.1183 {-0.5338 + 0.2961 – 0.1183lg0.02}
=-0.3103
3 =0.4894
lg4 =1/0.1183 (k＇- E4 – 0.1183lgm)
=1/0.1183 {-0.5338 + 0.3262 – 0.1183lg0.05}
=-0.5438
4 = 0.2829
lg5 =1/0.1183(k＇- E5 – 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338 + 0.3654 – 0.1183lg0.1}
=-0.4235
5 = 0.3771
3、根据公式及之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。
由公式可计算出B
B1 = (1m1)2 = (0.9600 * 0.005)2 = 2.304 * 10-5
B 2 = (2m2)2 = (0.6896 * 0.01)2 = 7.562 * 10-5
B3 = (3m3)2 = (0.4894 * 0.02)2 = 9.580 * 10-5
B4 = (4m4)2 = (0.2829 * 0.05)2 = 2.000 * 10-4
B5 = (5m5)2 = (0.3771 * 0.1)2 = 2.304 * 10-4
七、思考讨论
1、试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。
答：平均离子活度系数 ±的测定，测定 ±的方法有溶解度法、依数性法及电动势法。其中以电动势法最简便。用电动势法测电解质离子的±时，常利用该电解质溶液设计出一个原电池。设计此原电池的条件是：它的电池反应中只含该电解质溶液而无其它溶液。如测定HCl水溶液HCl的 ±，可设计的原电池同前，由前式可得：ln =F/2RT（ Emf - + ）由此式可见，该电池的Nernst公式中只含HCl的活度而无其它电解度溶液的活度。
2、当实验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？
答：因为在25℃时电动势E与K＇成线性关系，所以可以用外推法来确定标准电动势