电解质溶液电导测定

电解质溶液的电导

一、实验目的

1．掌握电导率法测定弱酸标准电离平衡常数的原理和方法；

2．学会电导率仪的使用方法。

3．巩固电解质溶液电导的基本概念。

二、实验原理

电解质溶液的电导的测定，通常采用电导池，若电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的电导L 为L = KA / l 式中K 称为电导率或比电导,为l=1m,A=1m2 时溶液的电导，K 的单位是S/m.电解质溶液的电导率与温度、溶液的浓度及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率Λm 来衡量电解质溶液的导电能力.Λm=K/C 式中Λm 为摩尔电导率(Sm2 /mol) 注意,当浓度C 的单位是mol/L 表示时,则要换算成mol/m3，后再计算.因此,只要测定了溶液在浓度C 时的电导率K 之后,即可求得摩尔电导率Λm 。摩尔电导率随溶液的浓度而变,但其变化规律对强、弱电解质是不同的.对于强电解质的稀溶液有:

式中A 常数, 0,m Λ也是常数,是电解质溶液 无限稀释时的摩尔电导,称为无限稀释摩尔电导。因此以Λm..和根号C 的关系作图得一直线,将直线外推至与纵轴相交,所得截距即 为无限稀释

C A m m -Λ=Λ0,

时的摩尔电导0,m Λ.对于弱电解质,其0,m Λ值不能用外推法求得.但可用离子独立运动定律求得:0,m Λ=I0,++I0,-式中I0,+ 和I0,-分别是无限稀释时正、负离子的摩尔电导,其值可通过查表求得。根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导0,m Λ之比,即另外还可以求得AB 型弱电解质的Ka 的值，所以，通过实验测得α即可得a K 值。

三、实验仪器与试剂

仪器:电导仪，恒温槽 ，移液管，容量瓶；

药品：0.1mol KCl 溶液，电导水。

四、实验步骤

(1) 配制溶液。用0.10 mol·L-1的kcl 溶液分别配制0.05 mol·L-1、0.01 mol·L-1、0.005 mol·L-1、0.001 mol·L-1的kcl 溶液各100mL 。

(2) 将超级恒温槽与恒温电导池接通，调节恒温槽水温，使电导池中溶液的温度在（25.0±0.1）℃。

(3) 用蒸馏水淌洗电导池和电导电极三次（注意不要直接冲洗电极，以保护铂黑），再用新制电导水淌洗三次。

(4) Kcl 溶液的摩尔电导的测定

将电极先用电导水荡洗并用滤纸吸干，然后用待测液冲洗数次后,测量其电导率，每组实验重复3次依次测以下溶液浓度的电导。

五、实验注意事项

ααα-=ΛΛ=120

,C K a m m

电导池不用时，应把铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致

使表面发生改变。

实验中温度要恒定，测量必须在同一温度下进行。恒温槽的

温度要控制在25.0±0.1）℃。

六、实验数据

电导率的测定数据：

Hcl溶液的浓

度mol/L 0.0005 0.001 0.005 0.01 0.05 电导率84.6us/cm 145.5us/cm 0.653ms/cm 1.251ms/cm 4.67ms/cm 摩尔电导率：

Hcl溶液的浓度

mol/L 0.0005 0.001 0.005 0.01 0.05

浓度的平方根0.02236 0.0316 0.0707 0.1 0.2236

摩尔电导率

（s*mol/m2) 0.01692 0.01455 0.01306 0.01251 0.00934

当物质的浓度趋于√C=0时，极限电导率∧m∞=0.0162（s*mol/m2)

误差分析：1.得出√c趋于0时，极限电导率小于稀溶液的摩尔电导率，实验数据出现偏差。

2.科尔劳乌施根据实验结果发现,在浓度极稀时强电解质对静电引力的影响较大,所以∧m值的变化也较大.∧m与几乎成线性关系,并且在极稀的溶液中,浓度稍微改变一点, ∧m的值可能变动很大,实验上少许误差对外推求得的∧∞m 值影响很大。

科尔劳乌施的离子独立移动定律强调:摩尔电导率虽然规定了电解质的量和两平行电极间的距离,但电解质溶液的电导还与正,负离子所带的电荷(或离子的价态)和离子的速度有关. (1) 摩尔电导率∧m反映了离子能够负载的电流量,把带有1 mol单位电荷的物质作为基本单元,这样负载的电流量才相同.因此,造成误差

的原因有可能是溶液浓度配制不合理.(2) 科尔劳乌离子独立移动定律，由于电解质溶液在不同浓度时,离子的相互作用不同,因而离子的速度也不同,这就导致了对电导的贡献也不同.只有当浓度极稀时(c →0) ,即溶液在无限稀释时(∧m→∞) ,离子间的距离增大到这样的程度,以致于离子间的相互作用可以忽略.故而，造成误差的原因还有可能是因为中间过程中溶液浓度不可近似无限稀释(3) 由于通电于溶液后,正,负离子共同分担电流,因而电解质的∧∞m应是正,负离子单独对电导的贡献,即离子摩尔电导率∧∞m 的简单加和. 因此正负离子的带电量也是造成误差的原因。

七、实验思考题

本实验为什么使用铂黑电极？使用铂黒电极应注意什么？答：当电导浓度不太高的中等溶液时，为了防止极化，一般在铂片上渡铂黑，增加电极面积，以降低电流密度;

使用铂黒电极时应注意以下事项：禁止电极磕碰，不准用任何物品（待测液除外）接触金属铂。

八、实验总结

通过电解质溶液的电导实验的操作，使我更加深刻的理解电解质溶液电导的基本概念，进一步的熟悉电导仪的使用方法。

在实验过程中电池不用时，应把铂黒电极浸在蒸馏水中，以免干燥使表面变形。