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1、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，(
2、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c 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Ko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（ m
3、ol · m-3） HAc 溶液，电导水四、实验步骤供参考1、打开电导率仪开关，预热5min 。2、 KCl 溶液电导率测定：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。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。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。重复的步骤2 次。倾去电导池中的KCl 溶液，用电导水洗净
4、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：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。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。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。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。倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净
5、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。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 ）测定 KCl 溶液的电导率：c/( mol · m-3)k/(S· m-1 )第 1 次第 2 次第 3 次平均值10.01422*
6、10 -41415*10 -41415*10 -41417*10 -45.00-4-4-4-4722*10722*10723*10722*102.50370*10 -4370*10 -4371*10 -4370*10 -41.25184.4*10 -4184.6*10 -4184.7*10 -4185*10 -40.62594.8*10 -495.0*10 -494.7*10 -495*10 -4测定 HAc 溶液的电导率：电导水的电导率k(H 2O)/ (S ·m-1 )： 7 *10 -4S· m-1供参考c/( mol · dm-3)k/(S· m
7、-1)第 1 次第 2 次第 3 次平均值0.100609.1*10-4609.1*10-4609.1*10-4-4609.1*100.050460.1*10-4460.1*10-4460.1*10-4460.1*10 -40.025338.1*10-4338.1*10-4337.1*10-4337.77*10 -40.0125262.1*10-4262.1*10-4262.1*10-4262.1*10 -42、数据处理将 KCl 溶液的各组数据填入下表内：C/( mol · m-3 )10.05.002.501.250.625/(S· m2· mol -1)14
8、1.7*10 -4144.4*10 -4148*10 -4148*10 -4152*10 -4c /(mol 1/2· m-3/2)3.162.241.581.120.79以 KCl 溶液的对 c 作图0.01520.01500.0148eltiTsix0.0146AY0.01440.01420.01400.51.01.52.02.53.03.5X Axis Title根据，截距即为，得=154*10 -4 S· m2· mol -1HAc 溶液的各组数据填入下表内：HAc 原始浓度：0.1127 mol · dm-3oomol ·dm -3K
9、<K >0.1000496.2*10-44.96*10 -42.02*10 3496.2*10 -40.01271.63*10 -51.753*10 -50.0500347.3*10-4-43-40.0178-56.95*101.44*10347.5*101.61*100.0250225.0*10-49.00*10 -41.11*10 3225.0*10 -40.02301.35*10 -51.753*10 -50.0125149.3*10-41.94*10 -35.15*10 2242.5*10 -40.04971.69*10 -5k = k - kH2O-1-4-1uS.cm
10、=10 S· mCHAc =0.1127 mol · dm-3=112.7 mol · m-3供参考kH2O =7*10 -4 S· m-1k(HAc 测量 )=560*10 -4 S· m-1k(HAc)= k(HAc测量 )- k H2O=553*10 -4 S· m-1 m=553*10 -4/112.7=4.91*10 -4 S· m2· mol -1m -1 =2.04*10 3 S-1 ·m-2· molC=k=553*10 -4 S· m-1 =4.91*10 -4 /3
11、.907*10 -22/1*(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Ko，于上述结果进行比较。直线的斜率=2.87*10-5o-53-2 2-5所以： K =2.87*10/10 *(3.907*10 ) =1.88*10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
12、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
13、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？供参考答：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。供参考