宁 波 工 程 学 院

物理化学实验报告

专业班级     姓名         序号  同组姓名        指导老师       实验日期 3月31号 

实验名称            实验五  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、电解质溶液的导电能力通常用点到G来表示，它的单位是西门子，用符号S（西）表示，若将某电解质溶液放入两平行电板之间，两电极之间的距离为l，电极面积为A，则电导率可表示为

                  (1)

式中，k为电导率，电极间距离为l，电极面积为A，l/A为电导池常数Kcell，单位为m^-1。

本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出Kcell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，根据（1）式求出电导率k。

摩尔电导率与电导率的关系：

            (2)

式中C为该溶液的浓度，单位为mol·m^-3。

2、总是随着溶液的浓度降低而增大的。

对强电解质稀溶液，

      (3)

式中是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。A为常数，故将对作图得到的直线外推至C=0处，可求得。

3、对弱电解质溶液，

     (4)

式中、分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。

在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：

       (5)

4、对于HAc， 

         (6)

HAc的可通过下式求得：

把(4)代入(1)得： 或

以C对作图，其直线的斜率为，如知道值，就可算出K^o

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪1台，电导电极1台，量杯（50ml）2只，移液管（25ml）3只，洗瓶1只，洗耳球1只

试剂：10.00（mol·m^-3）KCl溶液，100.0（mol·m^-3）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溶液电导率测定：

⑴用移液管准确移取10.00（mol·m^-3）KCl溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管准确移取25.00 ml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。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水，只于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑷重复⑶的步骤2次。

⑸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测定：

⑴用移液管准确移入100.0（mol·m^-3）HAc溶液25.00 ml，置于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管移入25.00 ml已恒温的电导水，置于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再移入25.00 ml电导水，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑷再用移液管准确移入25.00 ml电导水，置于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑸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，测定电导水的电导率3次，取平均值。

⑹倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干，关闭电源。

五、数据记录与处理

1、大气压：101.76kPa           室温：23.1℃          实验温度：22.08℃

已知：25℃时10.00（mol·m^-3）KCl溶液k=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·m^-1）

⑴测定KCl溶液的电导率：

⑵测定HAc溶液的电导率：

电导水的电导率k(H₂O)/ (S·m^-1)：3.10*10^-4S·m^-1

2、数据处理

⑴将KCl溶液的各组数据填入下表内：

以KCl溶液的对作图

    根据，截距即为，得=151.5*10^-4 S·m²·mol^-1

⑵HAc溶液的各组数据填入下表内：

HAc原始浓度：95.09 mol·m^-3                             k = k’- k_H2O

以C对作图应得一直线，直线的斜率为:

由图可知，直线的斜率=      3.968*10^-5，求的K=2.60*10^-5

计算出来的值与画图做出来的相差：2.60*10^-5-2.12*10^-5=4.8*10^-6

六、结果与讨论

   1、溶液配制时是大浓度向小浓度稀释的。一旦某上一浓度出现偏差，则将影响到后面的浓度，因此在稀释时要及时小心，这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。

   2、对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶度浓度的降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。

   3、电解质溶液导电只要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。因为电解质溶液的电导与温度有关，温度的变化会导致电导的变化。实验中测电导池常数和溶液电导时的温度不需要一致，因为电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。

第二篇：电导的测定及其应用实验报告

                 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可表示为：                  (1)

式中，k为电导率，电极间距离为l，电极面积为A，l/A为电导池常数Kcell，单位为m^-1。

本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出Kcell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，根据（1）式求出电导率k。

摩尔电导率与电导率的关系：            (2)

式中C为该溶液的浓度，单位为mol·m^-3。

2、总是随着溶液的浓度降低而增大的。

对强电解质稀溶液，      (3)

式中是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。A为常数，故将对作图得到的直线外推至C=0处，可求得。

3、对弱电解质溶液，     (4)

式中、分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。

在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：       (5)

对于HAc，           (6)

HAc的可通过下式求得：

把(4)代入(1)得： 或

以C对作图，其直线的斜率为，如知道值，就可算出K^o

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪1台，电导电极1台，量杯（50ml）2只，移液管（25ml）3只，洗瓶1只，洗耳球1只

试剂：10.00（mol·m^-3）KCl溶液，100.0（mol·m^-3）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溶液电导率测定：

⑴用移液管准确移取10.00（mol·m^-3）KCl溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管准确移取25.00 ml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。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水，只于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑷重复⑶的步骤2次。

⑸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测定：

⑴用移液管准确移入100.0（mol·m^-3）HAc溶液25.00 ml，置于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管移入25.00 ml已恒温的电导水，置于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再移入25.00 ml电导水，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑷再用移液管准确移入25.00 ml电导水，置于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑸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，测定电导水的电导率3次，取平均值。

⑹倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干，关闭电源。

五、数据记录与处理

1、大气压：102.08kPa           室温：17.5℃          实验温度：25℃

已知：25℃时10.00（mol·m^-3）KCl溶液k=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·m^-1）

⑴测定KCl溶液的电导率：

⑵测定HAc溶液的电导率：

电导水的电导率k(H₂O)/ (S·m^-1)：7 *10^-4S·m^-1

2、数据处理

⑴将KCl溶液的各组数据填入下表内：

以KCl溶液的对作图

    根据，截距即为，得=154*10^-4 S·m²·mol^-1

⑵HAc溶液的各组数据填入下表内：

HAc原始浓度：0.1127 mol·dm^-3 

k = k’- k_H2O

uS.cm^-1=10^-4S·m^-1

C_HAc=0.1127 mol·dm^-3=112.7 mol·m^-3

k_H2O =7*10^-4S·m^-1

k(HAc测量)=560*10^-4 S·m^-1            k(HAc)= k(HAc测量)- k_H2O=553*10^-4 S·m^-1

Λm=553*10^-4/112.7=4.91*10^-4 S·m²·mol^-1

Λm ^-1=2.04*10³ S^-1·m^-2·mol          C=k=553*10^-4 S·m^-1

α=4.91*10^-4/3.907*10^-2=0.0126

Kc=0.1127*0.0126²/1*(1-0.0126)=1.81*10^-5

以C对作图应得一直线，直线的斜率为，由此求得K^o，于上述结果进行比较。

直线的斜率=2.87*10^-5          所以：K^o=2.87*10^-5 /10³*(3.907*10^-2)²=1.88*10^-5

计算出来的值与画图做出来的相差：（1.88-1.753）*10^-5=1.27*10^-6

六、实验结果与分析

　　查阅KCl溶液 的标准值为0.01499 S?m2?mol-1

　　则可以计算其相对误差  Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667‰

　　七、讨论与心得

　　1、实验中不必扣除水的电导。因为经测定，实验所使用的去离子水的电导与待测溶液的电导相差几个数量级，因此不会对实验结果产生很大的影响。

　　2、溶液配制时的问题：溶液时由大浓度向小浓度一瓶一瓶稀释过来的。一旦某一瓶配制出现偏差，则将影响到后面的几瓶，因此在溶液配制的时候要及其小心，我认为这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。

　　3、浓度较小时，信号不明显，即某个电阻改变一个大阻值，其示波器的变化不大，可能会导致大的偏差。

　　思考题：

　　1、如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？

　　答：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。

　　对弱电解质而言，溶液浓度降低时，摩尔电导率也增加。在溶液极稀时，随着溶液浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。

　　2、为什么要用音频交流电源测定电解质溶液的电导？交流电桥平衡的条件是什么？

　　答：使用音频交流电源可以使得电流处于高频率的波动之中，防止了使用直流电源时可能导致的电极反应，提高测量的精确性。

　　3、电解质溶液电导与哪些因素有关？

　　答：电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。

　　4、测电导时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导，温度是否要一致？

　　答：因为电解质溶液的电导与温度有关，温度的变化会导致电导的变化。实验中测电导池常数和溶液电导时的温度不需要一致，因为电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。