电导法测定乙酸解离常数 电导法测定乙酸解离常数实验数据处理软件设计
摘 要：介绍了用电导法测定乙酸解离常数的实验原理和步骤，给出了用计算机对电导法测定乙酸解离常数的实验数据进行处理的软件设计方法，同时给出了用Visual FoxPro 6.0编写电导法测定乙酸解离常数的处理软件的基本结构和部分程序代码。
关键词：物理化学实验；数据处理；电导法；解离常数
中图分类号：TK124 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)07-0035-06
Design of experimental data processing softeware for testing acetic-acid dissociation constants by means of conductometry
LI Juan
(School of Information Engineering, Longdong University, Qingyang 745000, China)
Abstract: In this paper, an experiment of testing acetic-acid disassociation constants by means of conductometry is made. Then the experimental principles and procedure are introduced. An experimental data processing software is designed, which is used to process data obtained in the acetic-acid disassociation constants testing experiment and is written in Visual FoxPro 6.0. The fundamental architecture and part of program code of the software are presented.
Keywords: physical and chemical experiment; data processing; conductometry; dissociation constant
0 引 言
高校实验是传授知识和技能、训练科学思维和方法、培养科学精神和品德、全面实施高等教育的重要环节，在高等教育中起着无法替代的作用。物理化学实验是一门独立的基础实验课程。随着电子技术、计算机技术在高等教育中的应用，高校的物理化学研究已经渗透到自然科学的各个领域，并派生了许多与物理化学相关的交叉学科，因此，物理化学实验是通往现代科学研究的桥梁。物理化学实验的主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法与技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一整套实验方法，加深对物理化学基本理论的理解，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度和作风以及解决实际化学问题的能力。
为此，本文给出了如何用Visual FoxPro 6.0软件来编写电导法测定乙酸解离常数的具体方法。
1 弱电解质电离常数的测定[5]
1.1 测定原理
一般情况下，当AB型弱电解质在溶液中的电离达到平衡时，电离平衡常数KC与原始浓度C和电离度α有以下关系：
(1)
由于在一定温度下，KC是常数，因此，可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的α值来通过式(1)求出KC。
醋酸溶液的电离度可用电导法来测定。一般情况下，将电解质溶液注入电导池内，溶液电导G的大小与两电极之间的距离l成反比，与电极的面积A成正比：
G=κA/l (2)
式中，A/l为电导池常数，以Kcell表示；κ为电导率。其物理意义表示在两平行且相距1 m，面积均为1 m2的两电极间，电解质溶液的电导，其单位以S·m-1表示。
由于电极的l和A不易精确测量，因此，实验中可用一种已知电导率值的溶液，先求出电导池常数Kcell，然后把待测溶液注入该电导池，测出其电导值，再根据式(2)求出其电导率。
溶液的摩尔电导率是把含有1 Ω电解质的溶液置于相距为1 m的两平行板电极之间的电导。通常以Λm表示，单位为S·m2·mol-1。摩尔电导率与电导率的关系为：
Λm=κ/C (3)
式中，C为该溶液的浓度，单位为mol·m-3。对于弱电解质溶液来说，可以认为：
(4)
其中，是溶液在无限稀释时的摩尔电导率。故把式(4)代入式(1)，可得：
(5)
或
(6)
以CΛm对 1/Λm作图，其直线的斜率为()2KC。这样，若已知 值，就可求得KC。
1.2 实验步骤
基于上述原理，所确定的实验步骤如下：
(1) 调整恒温槽温度为25.0 ℃±0.3 ℃。
(2) 用洗净、烘干的叉形管1支，加入20 mL的0.1 mol/L醋酸溶液，测其电导率。
(3) 用吸取醋酸的移液管从电导池中吸出10 mL溶液弃去，用另一支液管取10 mL电导水注入电导池，混合均匀，等温度恒定后，测其电导率。如此操作，共稀释四次。
(4) 倒去醋酸，洗净电导池，然后用电导水淋洗。最后注入20 mL电导水，测其电导率。
2 软件设计
2.1 软件开发工具的选择