电导法测定乙酸电离平衡常数 实验报告

时间:2024.3.24

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℃  

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mm,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:=   (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)           (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+ λm,+ + v-λm,-  

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。

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