电导的测定及其应用实验报告.doc

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

2、大的。 对强电解质稀溶液， (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

3、，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、 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

4、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

5、 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

6、) k/(S m-1) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 平均值 10.0 1422*10-4 1415*10-4 1415*10-4 1417*10-4 5.00 722*10-4 722*10-4 723*10-4 722*10-4 2.50 370*10-4 370*10-4 371*10-4 370*10-4 1.25 184.4*10-4 184.6*10-4 184.7*10-4 185*10-4 0.625 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)/ (S m-1)： 7 *10-4S

7、 m-1 c/( mol dm-3) k/(S m-1) 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*10-4 0.050 460.1*10-4 460.1*10-4 460.1*10-4 460.1*10-4 0.025 338.1*10-4 338.1*10-4 337.1*10-4 337.77*10-4 0.0125 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-4 262.1*10-4 2、数据处理 将 KCl 溶液的各组数据填入下表内： C/( mol m-3) 10.0 5.

8、00 2.50 1.25 0.625 /(S m2 mol-1) 141.7*10-4 144.4*10-4 148*10-4 148*10-4 152*10-4 c /(mol1/2 m-3/2) 3.16 2.24 1.58 1.12 0.79 以 KCl 溶液的 对 c 作图 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 50 . 0 1 4 00 . 0 1 4 20 . 0 1 4 40 . 0 1 4 60 . 0 1 4 80 . 0 1 5 00 . 0 1 5 2YAxisTitleX A x i s T i t l e根据 ，截距即为 ，

9、得 =154*10-4 S m2 mol-1 HAc 溶液的各组数据填入下表内： HAc 原始浓度： 0.1127 mol dm-3 mol dm-3 Ko 0.1000 496.2*10-4 4.96*10-4 2.02*103 496.2*10-4 0.0127 1.63*10-5 1.753*10-5 1.753*10-5 0.0500 347.3*10-4 6.95*10-4 1.44*103 347.5*10-4 0.0178 1.61*10-5 0.0250 225.0*10-4 9.00*10-4 1.11*103 225.0*10-4 0.0230 1.35*10-5 0.01

10、25 149.3*10-4 1.94*10-3 5.15*102 242.5*10-4 0.0497 1.69*10-5 k = k- kH2O uS.cm-1=10-4S m-1 CHAc=0.1127 mol dm-3=112.7 mol m-3 kH2O =7*10-4S m-1 k(HAc 测量 )=560*10-4 S m-1 k(HAc)= k(HAc 测量 )- kH2O=553*10-4 S m-1 m=553*10-4/112.7=4.91*10-4 S m2 mol-1 m -1=2.04*103 S-1 m-2 mol C =k=553*10-4 S m-1 =4.91*

11、10-4/3.907*10-2=0.0126 Kc=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： Ko=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 的标准值为 0.01499 Sm2mol-1 则可以计算其相对误差 Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.66

12、7 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

13、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。