物理化学实验报告

专业班级  YINGHUA  姓名 SANDY 实验日期   2011年9月13日

同组姓名    XIAO   指导老师   LUO

实验名称             HAC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、电解质溶液的电导率、摩尔电导率

①电导率

对于电解质溶液，常用电导G表示其导电能力的大小。电导G是电阻R的倒数，

电导的单位是西门子，常用S表示。

G =κA /l          

 κ为该溶液的电导率    l/A = Kcell，称为电导池常数。

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。

Kcell可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。然后把欲测溶液放入该电导池测出

其电导值G，再得出κ

  ②摩尔电导率Λ_m

Λ_m=κ/ C       

C为溶液浓度，单位mol.m^-3

2、当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导

率逐渐增大。柯尔劳施根据实验得出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为无限稀释时的极限摩尔电导率 ，A视为常数可见，以Λm对作图得一直线，其截距即为Λ^∞_m。

3、弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。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，可用离子极限摩尔电导率相加求得。

    在弱电解质稀溶液中。离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽视，因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λ_m与其极限摩尔电导率之比，即：

           α=Λ_m/Λ^∞_m

   对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系：

                            HAc====H⁺  +  Ac^-

                 t=0         C      0       0

                 t=t_平衡   C(1-α)   Cα     Cα

                              K^⊙=cα/c^⊙(1-α)

   在一点温度下K^⊙是常数，因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。

   α=Λ_m/Λ^∞_m代入上式中得出：

                              K^⊙=cΛ_m²/ [c^⊙Λ^∞_m(Λ^∞_m-Λ_m)]

或者                     cΛ_m=（Λ^∞_m）² K^⊙ c^⊙(1/Λ_m )- Λ^∞_m K^⊙c^⊙

    以cΛ_m对1/Λ_m作图，其直线斜率为（Λ^∞_m）² K^⊙ c^⊙，因此可算出K^⊙。

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪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、HAc溶液和电导水的电导率测定

       ①用移液管准确移入100.0（mol/m^-3）HAc溶液25.00ml。置于洁净，干燥的量杯中。测其电导率3次，去平均值。

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，测其电

导率3次，取其平均值。

③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，测其电导率3次，取其平均值。

       ④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，测其电导率3次，

取其平均值。

       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，测定电导水的电

导率3次，去平均值。

⑥倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干。

五、数据记录与处理

室温：  25  ℃          大气压：   100Kpa      实验温度  25 ℃ 

已知数据：25℃下10.00（mol/m^-3）KCl溶液电导率=0.4113S.m^-1; 25℃下无限稀释的Hac水溶液的摩尔电导率=3.9071*10^-2S.m².mol^-1

1.测定HAc溶液的电导率

电导水的电导率k( H₂O)/( S.m^-1)：  9.30*10^-4  S.m^-1

2、数据处理

1.HAc溶液的各组数据填入下表内：

HAc原始浓度：0.093  mol.dm^-3

                            κ=κ′-κ_H2O

以CΛ_m对1/Λ_m作图得：

由图得出该直线的斜率k=(0.02847-0.01922) /(1.16*10³-8.44*10²)=2.93*10^-5截距c=0.0148

因此由cΛ_m=（Λ^∞_m）² K^⊙c^⊙(1/Λ_m ) - Λ^∞_m K^⊙c^⊙方程得出

         K^⊙=k/（Λ^∞_m）² c^⊙=2.93*10^-5/[(3.907*10^-2)²*1000]=1.92*10^-5

误差为(2.30*10^-5-1.92*10^-5)/2.30*10^-5=0.1652

六、结果讨论

一、误差产生原因可能是配制溶液时浓度不是很准确，有点误差，还有就是操作过程中的误差。

主要误差原因：

1、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。

2、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。

二、结果与讨论

1、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，所以测电导时要恒温。而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。

2、电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低，原因是：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

第二篇：实验课题二 电导率仪与溶液电导率的测定