物理化学实验报告
姓名:何思思
班级:工艺五班
学号:10031010526
教师:李慎新
学院:材料化学与工程学院
电导法测定乙酸电离平衡常数
一、 实验目的
1、 掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及他们之间的联系。
2、 掌握由电导法测定弱电解质电离平衡常熟的原理。
二、 实验原理
1、 电离平衡常数Kc的测定原理:
α=∧m/∧m∞
CH3COOH —→ CH3COO- + H
开始 C 0 0
平衡 C(1-α) Cα Cα
Kc= Cα²/(1-α)=C∧m²/∧m∞(∧m∞-∧m)
则:C·∧m=(∧m∞·Kc/∧m)- (∧m∞·Kc)
2、 摩尔电导率 的测定原理:
∧m=κ/C G=κA/l κ=l/A·G=Kcell·G
G:电阻的倒数 κ:电阻率的倒数
3、不同温度下醋酸的 (S·m2·mol-1)
三、 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 KCl标准溶液,0.1779 mol·L-1 HAc标准溶液
四、实验步骤
1、 打开恒温水槽开关,调节温度为25°C,以备下步使用。
2、 校准便携式电导率仪的电导常数:量取一定量0.2mol/L的Kcl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Kcl溶液的电导率;并与0.276s/m相比,若差很多,重新调节。
3、 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℃
用对1/∧m作图或进行线性回归,求出相应的斜率和截距,求出平均电离常数Kc
直线斜率为2.9×,又因为斜率表示为所以可得:=2.9×,得=1.87×
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?
答:不能。测定电导池常数可以用标准溶液测定法,用氯化钾为标准物质;还可以用与标准电极比较法测定。
2.实际过程中,若电导池常数发生改变,对平衡常数测定有何影响?
答:溶液电导一经测定,则?正比于Kcell。即电导池常数测值偏大,则算得的溶液的溶解度、电离常数都偏大,反之,电导池常数测值偏小,则电离常数偏小。
七、误差分析
1、所取溶液浓度的准确性。
2、读数过程中,温度是否达到25℃;读数间隔时间是否够。
3、稀释过程的准确性。
4、电导仪校准时也可能未达要求。
第二篇:电导法测定乙酸电力平衡常数。实验报告
电导法测定乙酸电力平衡常数
一、 目的要求
(1) 理解电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的关系;
(2) 熟练掌握电导法测定弱电解质电力平衡常数的原理和方法。
二、 实验原理
1.电力平衡常数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经全部电离,此时溶液的摩尔电导率为∧∞m,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与无限稀释溶液的摩尔电导率∧∞m是有区别的,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。二者之间与如下近似关系: α= (1) 式中,α为弱电解质的电离度。
对AB型电解质,如乙酸在溶液中电离达到平衡时,其电力平衡常数Kc与浓度c和电离度α的关系如下: Kc=(2) 式(1)代入式(2)得:Kc= (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;此处浓度c的单位为mol/L。整理(2)式得:∧mc=∧∞m2Kc-∧∞mKc (4)
由上式可知,测定系列浓度下溶液的摩尔电导率∧m,将∧mc对作图可得一条直线,由直线的斜率可测出在一定浓度范围内Kc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。电导率则为电阻率的倒数,用k表示,单位:S/m。摩尔电导率:含有1mol电解质的溶液,全部置于相聚1m的两个电极之间时所具有的电导。摩尔电导率与电导率之间的关系:∧m = (5) 此处浓度c的单位mol/L。
在电导池中,电导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 = k (6) 由(6)式得: k = G = Kcell G (7)
对于固定的电导池,l和A是定值,故l/A为一常数,用Kcell表示,称为电导池常数,单位为m-1。通常将已知电导率k的电解质溶液(一般用KCl溶液)注入电导池中,然后测定其电导G,即可由式(7)算出电导池常数Kcell。
当电导池常数Kcell确定后,就可用该电导池测定某一浓度的醋酸溶液的电导,再用式(7)算出k,将c,k值代入式(5)算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。∧∞m的求测:对强电解质溶液可测定其在不同浓度下的摩尔电导率,再外推而求得,但对弱电解质通常是将该弱电解质正、负离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得,
即: ∧∞m = v+ λ∞m,+ + v-λ∞m,-
不同温度下醋酸的∧∞m (S·m2·mol-1)的值如下表:
三、 仪器和试剂
STARTER 3C电导率仪,电导电极,恒温槽,烧杯,锥形瓶,移液管(25mL),0.0200mol/L KCl标准溶液,0.200mol/L HAc标准溶液。
四、 实验步骤
(1)调节恒温水槽水浴温度至25℃,将实验中要测定的溶液和一定量的蒸馏水恒温。
(2)校准电导率仪的电导池常数:开启电导率仪→将洗净擦干的电极插入0.2mol/L的KCl溶液中→按下“校准”键,测定其电导G,由式(7)算出电导池常数Kcell。
(3)测量醋酸溶液的电导率:标定好电导池常数后,将电极洗净擦干→将电极插入50mL 0.1779mol/L醋酸溶液中,按下“确定”键测量电导率→再用移液管吸出25mL醋酸溶液,用另一只移液管移入25mL电导水,按下“确定”键测量电导率→如上操作依次进行五次测量,将所测得的数据记入表(a)中。
(4)用蒸馏水清洗电导电极和温度传感器,将电极浸泡在盛有蒸馏水的锥形瓶中。
五、 数据记录和处理
(1)将原始数据及处理结果填入表(a)中 实验温度:T = 25℃
(a)
(2)根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率,求出各相应的摩尔电导率∧m和电离度α及电离平衡常数Kc 。
(b)
(3)根据表(b)中的数据将∧m c对作图或进行线性回归,由直线斜率算出在一定浓度范围内Kc 平均值。
六.注意事项
(1).计算∧m和kc时,需注意浓度c单位的区别。
(2).温度对溶液的电导影响较大,因此测量时应保持恒温.
七.思考题
1.电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定?
答:不能。测定电导池常数可以用标准溶液测定法,用氯化钾为标准物质;还可以用与标准电极比较法测定。
2.实际过程中,若电导池常数发生改变,对平衡常数测定有何影响?
答:溶液电导一经测定,则?正比于Kcell。即电导池常数测值偏大,则算得的溶液的溶解度、电离常数都偏大,反之,电导池常数测值偏小,则电离常数偏小。