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 molm-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
2、 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c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（molm -3）KCl 溶液，100.0（
3、molm -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：用移液管准确移取 10.00（molm -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，用电导水洗净量杯和电极，量杯放回烘箱，电
4、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（molm -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，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定
5、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（molm -3）KCl 溶液 k=0.1413Sm-1；25时无限稀释的 HAc 水溶液的摩尔电导率=3.907*10 -2（Sm 2m-1）测定 KCl 溶液的电导率：k/(Sm-1)c/( molm-3)第 1 次 第 2 次 第 3 次 平均值10.0 1422*10-4 1415*10-4 1415*10-4 1417*10-45.00 722*10-4 722*10-4 723*10-
6、4 722*10-42.50 370*10-4 370*10-4 371*10-4 370*10-41.25 184.4*10-4 184.6*10-4 184.7*10-4 185*10-40.625 94.8*10-4 95.0*10-4 94.7*10-4 95*10-4测定 HAc 溶液的电导率：电导水的电导率 k(H2O)/ (Sm-1)：7 *10 -4Sm-1k/(Sm-1)c/( moldm-3)第 1 次 第 2 次 第 3 次 平均值0.100 609.1*10-4 609.1*10-4 609.1*10-4 609.1*10-40.050 460.1*10-4 460.1
7、*10-4 460.1*10-4 460.1*10-40.025 338.1*10-4 338.1*10-4 337.1*10-4 337.77*10-40.0125 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-42、数据处理将 KCl 溶液的各组数据填入下表内：C/( molm-3) 10.0 5.00 2.50 1.25 0.625/(Sm2mol-1) 141.7*10-4 144.4*10-4 148*10-4 148*10-4 152*10-4/(mol1/2m-3/2)c3.16 2.24 1.58 1.12 0.79以 KCl 溶液的 对
8、作图c0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50.140.1420.140.1460.1480.1500.152Y Axis TitleX Axis Title根据 ，截距即为 ，得 =154*10-4 Sm2mol-1HAc 溶液的各组数据填入下表内：HAc 原始浓度： 0.1127 moldm-3 moldm-3Ko 0.1000 496.2*10-4 4.96*10-4 2.02*103 496.2*10-4 0.0127 1.63*10-50.0500 347.3*10-4 6.95*10-4 1.44*103 347.5*10-4 0.0178 1.61*10-50.0
9、250 225.0*10-4 9.00*10-4 1.11*103 225.0*10-4 0.0230 1.35*10-50.0125 149.3*10-4 1.94*10-3 5.15*102 242.5*10-4 0.0497 1.69*10-51.753*10-51.753*10-5k = k- kH2OuS.cm-1=10-4Sm-1CHAc=0.1127 moldm-3=112.7 molm-3kH2O =7*10-4Sm-1k(HAc 测量 )=560*10-4 Sm-1 k(HAc)= k(HAc 测量)- k H2O=553*10-4 Sm-1m=553*10 -4/112.7
10、=4.91*10-4 Sm2mol-1m -1=2.04*103 S-1m-2mol C =k=553*10-4 Sm-1=4.91*10 -4/3.907*10-2=0.0126Kc=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 Ko，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
11、为 0.01499 Sm2mol-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
12、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。
