物化实验指导-电导法测定弱电解质的电离常数 电导法测定弱电解质

实验二 电导法测定弱电解质的电离常数

一、目的要求

1．了解溶液的电导，电导率和摩尔电导率的基本概念。

2．学时用电导法测定醋酸的电离平衡常数。

3．掌握电导率仪的使用方法。

二、实验关键

1．浓度和温度是影响电导的主要因素，故移液管和容量瓶必须清洗干净，浓度配制要准确；测定电导时电极必须与待测溶液同时一起恒温。

2．测电导水的电导时，铂黑电极要用电导水（去离子水）充分冲洗干净，测定中电极不可互换。

三．实验原理

电解质溶液是靠正，负离子的迁移来传递电流。而弱电解质溶液中，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以认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为Λm ，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得：

∞∞Λ∞=Λ+Λm m , +m , -

∞∞Λ∞ΛΛ和分别为无限稀释时的离子电导。对乙酸在25℃时，m , +m ＝349.82＋409＝m , -∞

390.8 S·cm 2·mol －1。

一定浓度下的摩尔电导率Λm 与无限稀释的溶液中的摩尔电导率Λm 是有差别的。这是由两个因素造成，一是电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。所以Λm 通常称为表观摩尔电导率。根据电离学说，弱电解质的电离度α随溶液的稀释而增大，当浓度c →0时，电离度α→1。因此在一定温度下，随着溶液浓度的降低，电离度增加，离子数目增加，摩尔电导增加。

在无限稀释的溶液中α→1，Λm →Λm ，故

α＝∞∞Λm Λ∞

m

根据电离平衡理论，当醋酸在溶液中达到电离平衡时，其电离常数K 与初始浓度C 及电离度α在电离达到平衡时有如下关系：

C α2

K = 1-α

将α＝Λm 代入上式，得到 Λ∞

m

C Λ2

m K =∞ ∞Λm (Λm -Λm )

在一定温度下，由实验测得不同浓度下的Λm 值，由上式可得

CΛm ＝K Λm 2

以C Λm 对∞1∞－K Λm Λm 1∞∞∞作图得一直线，其斜率为K Λm 2 ，截距为K Λm 。由此可计算出Λm 和K 值。 Λm

四．仪器与试剂

DDS —11A 型电导率仪；恒温槽（室温在20～25℃时可不用）；25mL 刻度移液管；50 mL容量瓶（或比色管）6只；烧杯等

0.02 mol/L 醋酸溶液（需预先标定其准确浓度）。

五．实验步骤

1．HAc 系列浓度溶液的配制：先将实验室配好的已知准确浓度的HAc 标准溶液准确稀释到0.02 mol/L左右（要求三位有效数字），然后取5只洗净的50mL 容量瓶（或比色管），分别

C C C C 配制5个不同浓度的HAc 溶液，其浓度分别为C 、、、、（C 为原液浓度）。 81624

2．调整恒温槽温度为25±0.1℃。（室温在20～25℃时可不使用恒温槽，但需准确测量并记录溶液温度和室温。）

3．连接好电导率仪，开机预热10 min ，根据铂黑电极上标明的电导池常数调整仪器的电导池常数补偿值。

4．溶液电导率的测定： 将配好的HAc 溶液按照浓度从小到大的顺序，依次测定它们的电导率数值，每个溶液测定后间隔1分钟再测一次，记录2个数据。

6．去离子水的电导率测定：倒去小烧杯中的HAc ，清洗干净电导池，取50mL 电导水（与配HAc 溶液所用的去离子水同一批次），恒温后按测溶液方法测其电导率值。

六．数据处理

1．根据所测温度下各浓度HAc 溶液及电导水的电导率数值，计算HAc 溶液不同浓度下的摩尔电导率Λm 。

2．以C Λm 对1∞∞∞作图，其斜率为K Λm 2 ，截距为K Λm 。由此计算出Λm 和K 值，并与Λm

文献值比较。

七．思考题

1．本实验为何要测电导水的电导率。

2．实验中为何选用镀铂黑电极测定？电极使用过程中应注意哪些事项？

（附文献值：HAc 的Λm ＝390.8 S·cm 2·mol －1 ，电离常数K ＝1.7×10－5 ）。

∞