电导率

宁波工程学院
物理化学实验报告
专业班级化工104班姓名张雅俊序号32 实验日期2012.04.07 同组姓名梁振、孙建云指导老师罗丽娟
实验名称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、对于电解质溶液，常用电导G表示其导电能力的大小。

电导G是电阻R的倒数，
电导的单位是西门子，常用S表示。

G = κ A / l (κ为该溶液的电导)
Kcell = l / A，Kcell 称为电导池常数。

其意义是电极面积为及1 m2、电极间距为1 m的立方体导体的电导，单位为S·m－1。

Kcell 可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。

然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，再得出κ。

Λm = κ / C
C为溶液浓度，单位mol.m-3
2、当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导率逐渐增大。

柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系：
Λm = Λm∞﹣A·c1/2
Λ∞m为无限稀释时的极限摩尔电导率，A视为常数可见，以Λm对C作图得一直线，其截距即为Λ∞m。

3、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
中可认为弱电解质已全部电离。

此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m，可用离子极限摩尔电导率相加求得。

Λm∞ = V+λm+∞+V－λm－∞
在弱电解质稀溶液中。

离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽视，因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λm与其极限摩尔电导率之比，即：
α=Λm /Λm∞
对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系：
HAc ==== H++ Ac-
开始 C 0 0
平衡C·(1﹣α) C·αC·α
Kθ=c·α/cθ(1-α)
一定温度下Kθ是常数，因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。

将α=Λm/Λ∞m 代入上式中得出：
Kθ=cΛm2/ [cθ·Λ∞m·(Λ∞m﹣Λm)]
或者c·Λm= (Λ∞m)2·Kθ·cθ(1/Λm )﹣Λm∞·Kθ·cθ
以c·Λm对1/Λm作图，其直线斜率为(Λ∞m)2·Kθ·cθ，因此可算出Kθ。

三、实验仪器、试剂
仪器：梅特勒326电导率仪1台，量杯( 50.0mL ) 2只，移液管(25.00mL) 8只，洗瓶1只、洗耳球1只;
试剂：10.00 mol/m3 KCl溶液、0.09509 mol/dm3 HAc溶液，电导水。

四、实验步骤
1、打开电导率仪开关，预热5 min ；
2、KCl溶液电导率测定
A. 用移液管准确移取10.00 mol/m3 KCl溶液25.00 mL于干净的量杯中，测定其电
导率3次，取平均值；
B. 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；
C. 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；
D. 重复C步骤2次；
E. 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
A. 用移液管准确移入100.0 mol/m3 HAc溶液25.00 mL，置于干净的量杯中，测
定其电导率2次，取平均值；
B. 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2次，取平均值；
C. 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2次，取平均值；
D. 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；
E. 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；
E. 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.数据记录
大气压：101.53 kPa; 室温：24.3 ℃；试验温度：22.3 ℃。

已知数据25℃下10.00mol·m-3KCl溶液电导率=0.1413S·m-1
25℃是无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=0.03907S·m2·mol-1
c/(mol·m-3)k/ (S·m-1)
第一次第二次第三次平均值
10.00.14210.14200.14180.1420
5.00.07370.07360.07350.0736
2.500.03840.03850.03850.0385
1.250.02040.02030.02030.0203
0.6250.011280.011280.011280.01128
-1):0.0018
c/(mol·m-3)K’/ (S·m-1)
第一次第二次第三次平均值
0.1000.05700.05700.05690.0570
0.0500.03970.03960.03960.0396
0.0250.02760.02770.02760.0276
0.01250.02020.02020.02020.0202
c/(mol·m-3)10.0 5.00 2.50 1.250.625
Λm/( S·m2·m
0.014200.014720.015400.016240.01805
ol-1)
3.1623 2.2361 1.5811 1.11800.7906
/√
( mol·m-3)
以KCl溶液的Λm 对作图，由直线的截距求出KCl的Λ∞m。

此直线方程为：Λm =0.34670-0.08935
由直线的截距求出KCl的Λ∞m为0.34670 S·m2·mol-1
(2)HAc溶液的各组数据填入表内：
HAc原始浓度：0.09509
c/(mol·m-3)k/
(S·m-1)Λm/( S·m2·m
ol-1)10^(-4)
1/Λm/( S·
m2·mol-1)
cΛm
/
S·m-1
αk*10-5<k>*1
0-5
0.09509 0.04755 0.02377 0.011890.0552
0.0378
0.0258
0.0184
5.805
7．949
1.085
1.548
1723
1258
922
646
0.0553
0.0378
0.0258
0.0184
0.0149
0.0203
0.0278
0.0396
2.14
1.92
1.89
1.94
1.9725
以CΛm对1/Λm作图，其直线的斜率为kc(Λ∞m)∧2，由此求得k，并于上述结果比较。

此直线方程为：cΛm=-0.00208+3.170×10-51/Λm
所以kc(Λ∞m)∧2=3.170×10-5
代入数据求得k=2.077×10-5
误差为：（2.077-1.9725）×10-5/1.9725×10-5=5.3%
六、注意事项
换待测液测定前，必须将电导电池和电导电极洗净、擦干，以免影响测定结果。

七、结果与讨论
1．计算出来的值与画图做出来的相差很小，但与事实相差5.3%。

2. 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，所以测电导是要恒温。

3. 电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低。

八、思考题
如果配置HAc溶液的水不纯，将对结果产生什么影响？
醋酸是弱电离的物质，若是混入了强电解质，则会使原本弱点解的溶液变得易导电，若是混入了能与醋酸反应生成难溶物的物质，则会使溶液中离子进一步减少，使导电能力减弱。