实验名称              电导的测定及其应用                        

一、实验目的

1.测量KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率；

2.用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数；

3.掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理

1、电导G：对于电解质溶液，常用电导表示其导电能力的大小。电导G是电阻R的倒数，即 G=1/R。电导的单位是西门子，常用S表示。1S=1Ω^－1

2、电导率或比电导：κ=Gl/A   （2.5.1）

其意义是电极面积为及1m²、电极间距为lm的立方体导体的电导，单位为S·m^－1。

对电解质溶液而言，令l/A = K_cell，K_cell称为电导池常数。

所以                    κ=G l/A =G K_cell

3、摩尔电导率：Λ_m=κ/ C      （2.5.2）

强电解质稀溶液的摩尔电导率Λ_m与浓度有如下关系：

Λ_m= Λ^∞_m- A  （2.5.3）

Λ^∞_m为无限稀释摩尔电导率。可见，以Λm对作图得一直线，其截距即为Λ^∞_m。

弱电解质溶液中。在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。此时溶液的摩尔电导率为      Λ^∞_m =V₊ Λ_{m ,+} + V- Λ_{m ,-}   （2.5.4）    

根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导Λ^∞_m之比,即：α=Λ_m/Λ^∞_m           （2.5.5）

4、弱电解质电离平衡常数：弱电解质AB型的电离平衡常数：K^θ=(Cα²)/C^θ（1-α）   （2.5.6）

所以，通过实验测得α即可得K^θ值。

把（2.5.4）代入（2.5.6）式可得

      K^θ=(CΛ^∞_m²)/ Λ^∞_mC^θ（Λ^∞_m-Λ_m）    （2.5.7）

或   CΛ_m=(Λ^∞_m²) K^θC^θ1/Λ_m -Λ^∞_mK^θC^θ

以CΛ_m对1/Λ_m作图，其直线的斜率为(Λ^∞_m²) K^θC^θ，如知道Λ^∞_m值，就可算出K^θ。

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪1台；电导电极一只，量杯(50mL)2个；移液管（25mL）3只； 

      洗瓶一只；洗耳球一只。

药品：10.00（mol/m³）KCl溶液；0.093mol/dm³)HAc溶液；电导水。

四、实验步骤

1.打开电导率仪开关，预热5min。

2.KCl溶液电导率的测定：

(1)用移液管准确移入10.00（mol/m³）KCl溶液25.00mL，至于洁净、干燥的量杯中；测定

   其电导率3次，取平均值。

(2)再用移液管准确移入25.00mL电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3

   次，取平均值。

(3)再用移液管准确移出25.00mL上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移入25.00mL

  电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

(4)重复(3)的步骤。

(5)重复(3)的步骤。

(6)倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净量杯和电极；量杯放回烘箱；电极用滤纸吸干。

3.HAc溶液和电导水的电导率的测定：

(1)用移液管准确移入0.093（mol/dm³）KCl溶液25.00mL，至于洁净、干燥的量杯中；测定

  其电导率3次，取平均值。

(2)再用移液管准确移入25.00mL已恒温的电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其

  电导率3次，取平均值。

(3)再用移液管准确移出25.00mL上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移入25.00mL

  电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

(4)再用移液管准确移出25.00mL上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移入25.00mL

  电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

(5)倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定其电导率

  3次，取平均值。

(6)倾去电导池中的电导水，用电导水洗净量杯和电极；量杯放回烘箱；电极用滤纸吸干。

五、数据记录与处理

1.数据记录

   大气压：101.10KPa       室温：25.2℃           实验温度：25.2℃           

已知数据：25℃下10.00（mol/m³）KCl溶液电导率=0.1413S·m^-1；25℃时无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=3.907×10^-2（S·m²·mol^-1）。

(1)测定KCl溶液的电导率：

 (2)测定HAc水溶液的电导率：

电导水的电导率κ=(H₂O)/(S·m^-1)=8.90×10^-4

2.数据处理

（1）KCl溶液的各组数据

以KCl溶液的Λm对作图得一直线，其截距即为KCl的Λ^∞_m。

由图可知斜率为-7.98152×10^-4，截距为0.01648 

由Λm= Λ^∞_m- A得出Λ^∞_m= 0.01648S·m²·mol^-1

(2)HAc溶液的各组数据

HAc原始浓度：0.093mol/L

κ = κ′-κ_H2O

以CΛ_m对1/Λ_m作图，其直线的斜率为(Λ^∞_m²) K^θC^θ，如知道Λ^∞_m值，就可算出K^θ,并与上述结果进行比较。

由图可知此直线的斜率为4.44727×10^-5，所以(Λ^∞_m)² K^θC^θ=4.44727×10^-5，

又因为Λ^∞_m=3.907×10^-2（S·m²·mol^-1），C^θ=1mol/L；

所以K^θ=4.1963×10^-5/((3.907×10^-2)²×1×1000)=2.749×10^-5

实验计算所得结果相对图得到的结果的相对误差=(2.749×10^-5-2.267×10^-5)×100%=17.5%

六、结果与讨论

误差分析：

1、  移液管使用时存在误差，使得溶液浓度非理想浓度；

2、  更换待测液时，电导率仪的电极与未洗干净或未擦干，导致误差；

3、  电导水的电导率的测定误差；

4、  移液管操作时没有进行搅拌。

有关已知数据：25℃下0.01000mol/L KCl溶液电导率К =0.1413 S·m^-1 无限稀的HAc水溶液的摩尔电导率（25℃）∧∞m=3.907×10^-2S·m²·mol^-1

第二篇：实验报告 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验目的1.掌握电导法测定反应速率常数的原理和方法2.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求取二级反应的速率常数3.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数,了解反应活化能的测定方法实验原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:反应速率方程为：在反应过程中,各物质的浓度随时间而变。测定该反应体系组分浓度的方法很多，例如，可用标准酸滴定测出不同时刻OH-离子的浓度。本实验使用电导率仪测量皂化反应进程中体系电导值G随时间的变化，可以监测反应的进程，进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度有关。若反应物和的初始浓度相同(均设为c),设反应时间为t时,反应所产生的和的浓度为x,若逆反应可忽略,则反应物和产物的浓度时间的关系为:t=0： c c o ot=t： c-x c-x x x上述二级反应的速率方程可表示为:..........(1)作积分得:或 .........(2)显然,只要测出反应进程中任意时刻t时的x值,再将已知浓度c代入上式,即可得到反应的速率常数k值.因反应物是稀水溶液,故可假定全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比的大得多.随着反应时间的增加,OH-不断减少,而不断增加,所以体系的电导值不断下降.在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与的浓度x的增加量成正比,即:…….(3)…….(4)式中, 和分别是溶液起始和t时的电导值, G∞为反应终了时的电导值,β是比例系数.将(3)、(4)代入(2)得:.........( 5)或写从直线方程式可知,只要测出G0、G∞和一组值,据(11.5)式,由对t作图,应得一直线,从其斜率即可求得速率常数k值.实验仪器与试剂DDS-307型数字电导率仪 1台 双管电导池 1个移液管(10 mL) 2支 DJS-1型铂黑电极 1支洗耳球 1只 (0.0100、0.0200 mol/L) 一瓶CH3COONa(0.0100 mol/L) 一瓶 CH3COOC2H5(0.0200 mol/L) 一瓶实验步骤本实验用烧杯作电导池，如下：1. G0的测定(1)洗净烧杯并烘干,倒入适量0.0100 mol/L溶液(以能浸没铂黑电极并高出1cm为宜)。(2)用电导水洗涤铂黑电极,再用0.0100 mol/L 溶液淋洗,然后置入烧杯中。(3)测量溶液的电导(率)值,每隔2 min测量一次,共3次。2.G∞的测定 实验测定过程不可能进行到t=∞,且反应也并不完全可逆,故通常以0.0100 mol/L 的溶液的电导(率)值作为G∞,测量方法与G0的测量方法相同。

但必须注意,每次更换测量溶液时,须用电导水淋洗电极和烧杯,再用被测溶液淋洗三次。3.Gt的测定(1)电导池和电极的处理方法与上述相同,装后置烧杯中.(2)用移液管量准确取10 mL 0.0200 mol/L 溶液放入洗净并干燥的烧杯, 用另一支移液管吸取10 mL 0.0200 mol/L 溶液注入烧杯中。(3)将CH3COOC2H5溶液快速倒入烧杯中,溶液倒入一半时,开始记时,并继续倒完,使溶液混合均匀,并立即测量溶液的电导(率)值.注意不要使溶液逸出!(4)每隔2 min测量一次,直至电导(率)值基本不变为止。除记录第一个数据的外,其它各数据在测量时,应该尽量保持在整数分钟时测定,以便于进行数据处理。整个反应约需时45 min～1 h。(5)反应结束后,倒掉反应液,洗净烧杯和电导电极.实验数据记录及处理表一：t/min246/ 1948194619411945表二：t/min2461312131713181315.67表三：t/min246810121416177917401697165816321583155115210.35830.48310.65040.83840.98951.35411.67422.0697t/min1820222xxxxxxxxxxxx14851455144614301418139913822.43282.71663.51683.82814.50455.15006.55238.4879根据测试结果，以对t作图：直线的斜率0.1756，则k=17.56所以反应速率常数实验小结1 .本实验要在恒温条件下进行，且和溶液在混合前还要预先恒温是因为温度对反应速率常数K影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行，本实验是在室温下下进行。2.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应?答：利用不同浓度下的乙酸乙酯和氢氧化钠，来测定相同反应条件下的不同浓度的反应物的反应速率。3.乙酸乙酯的皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而是使实验得到较好的结果?答：采用稀溶液控制反应速率，并适当搅拌。4.如果和溶液均为浓溶液，试问能否用此方法求得K值？为什么？答：不能。因为影响因素太多，实验结果更差。5.为什么两溶液混合一半是就开始计时？答：因为溶液要尽快混合，而且反应速率较快，电导率也下降较快，所以加入一半时，就开始计时。