实验十 弱电解质电离常数的测定(电导法)
电导法测定弱电解质的电离常数1
电导法测定弱电解质的电离常数1 电导法测定弱电解质的电离常数姓名:侯芳利班级:化学2班学号:20105051243一、实验目的1.掌握电桥法测量电导的原理和方法;2.测定电解质溶液的当量电导,并计算弱电解质的电离常数。
二、实验原理θAB型(HAc)弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离常数K与浓度c、电离度α有如下关系:θθ2 K= (c/c )* α/(1-α) ( 1)θ在一定温度下K是一个常数,因此可以通过测定醋酸在不同浓度下的电离θ度,代入(1)式计算得到K值。
醋酸溶液的电离度可用电导法来测定。
电导的物理意义是:当导体两端的电势差为1伏特时所通过的电流强度。
亦即电导,电流强度/电势差。
因此电导是电阻的倒数,在电导池中,电导的大小与两极之间的距离l成反比,与电极的面积A成比。
A kG=(,) l2k称为电导率或比电导,即l为1m,A为1m时溶液的电导,因此电导这个值与电导池的结构无关。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关,而且还与溶液的浓度有关,因此通常用摩尔电导率这个量值来衡量电解质溶液的导电本领。
摩尔电导率的定义如下:含有1摩尔电解质的溶液,全部置于相距为1m的两个电极之间,这时所具有的电导称为摩尔电导率,摩尔电导率与电导率之间有如下的关系:Λm=k/c-3式中c为溶液中物质的量浓度,单位为mol?m。
c,*m,11c,,,,,2,,K(,)mmm1电桥法是测定电阻的常用方法。
它的原理如图所示。
,是高频(1000Hz)交流电源,,,是均匀且带有刻度的滑线变阻(全长1000)。
G为示波器,R为可,变电阻。
调节电阻R或移动触电D,可使,D两点间点位等于零,因此,,间没, 有电流。
R、R、R均可直接由仪器上读出,由此可计算出R。
12,,RRSX, RR12RRS1R, XR2三、仪器和药品电桥装置、电导电极(1支)、移液管(5 ml 2支)、移液管(10 ml 2支)、移液管(25 ml 2支)、恒温槽(1套)、容量瓶(50ml 5支)、试管(2.2cm*15cm 2支)KCl(化学纯);KCl 0.0100M溶液;HAc(化学纯);HAc 0.01000M溶液;NaCl (化学纯);NaCl 0.0100M溶液;电导水。
电导法测定弱电解质的电离常数.ppt
一、实验目的与要求 1、用电导法测量电解质溶液的电离平衡常数。 2、了解溶液的电导、电导率、摩尔电导率的基 本概念。 二、实验原理 电导是电阻的倒数,其物理意义是:当导体 两端的电位差为1伏特时所通过的电流强度。 在电导池的情况下,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:
恒温10分钟进行测量其电导率。用同样方法 测定另两种浓度醋酸溶液的电导率。 4、测量完毕后,倒去醋酸液,洗净电导池及 铂黑电极,电导池中注入电导水,测其电导 率。 五、注意事项 温度对电导有很大的影响,所以整个实验必 须在同一温度下进行。 六、数据处理 1、计算各浓度醋酸溶液的摩尔电导率Λm, 电离度α,电离常数Kc。
2、298K时,无限稀释溶液中离子的无限稀 释离子摩尔电导率 Λm ∞ =349.8×10-4S· m2· mol-1, Λm ∞ =40.9×10- 4S· m2· mol-1。 七、思考题: 1、能否用电桥测电导? 2、实验中为何用镀铂黑电极?使用时应注意 哪些事项?
开关
电导率仪的结构
量程
显示屏
醋酸在溶液中电离达到平衡时,其电离平衡常数 (Kc)与浓度(C)和电离度(α)有如下关系:
c 2 Kc 1
(10-3)
在一定温度下Kc是一常数,因此可通过测定醋酸 在不同浓度下的电离度来计算Kc值。 根据电离学说,弱电解质的电离度α随溶液的稀释 而增大,当溶液无限稀释时,则弱电解质全部电离, 在一定温度下,溶液的摩尔电导与离子的真实浓度 成正比,因而也与电离度(α)成正比,所以弱电 解质的电离度(α)应等于溶液在浓度为C时的摩 尔电导率Λm 和溶液在无限稀释时的摩尔电导率Λm ∞ 之比,即:
G=A/L (10-1) Λ称为电导率,即L为1米2时溶液的电导,其值与电 导池的结构无关。 电解质溶液的电导不仅与温度有关,而且还与 溶液的浓度有关,因此通常用摩尔电导这个量值来 衡量电解质溶液的导电本领。 摩尔电导的定义如下:含有1摩尔电解质的溶 液全部置于相距为1米的两个电极之间,此时两电 极之间的电导率称为摩尔电导率( Λm )。摩尔电 导率与电导率之间有如下关系: Λm =Λ/C (10-2) 式中C为溶液的摩尔浓度。
电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理
电导法测定醋酸电离常数一、实验目的1.了解溶液电导、电导率和摩尔电导率的概念;2.测量电解质溶液的摩尔电导率,并计算弱电解质溶液的电离常数。
二、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电解质已全部电离,此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m,而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。
一定浓度下的摩尔电导率Λm与无限稀释的溶液中摩尔电导率Λ∞m是有差别的。
这由两个因素造成,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。
Λm/Λ∞m=α(U++ U-)/(U+∞+ U-∞)若U+= U-,,U+∞=U-∞则Λm/Λ∞m=α式中α为电离度。
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K a?,起始浓度C0,电离度α有以下关系:+ + B-起始浓度mol/L:C0 0 0平衡浓度mol/L:C0·(1-α) αC0 αC0K c?=[c(A+)/c?][c(B-)/c?]/[c(AB)/c?]=C0α2/(1-α)=C0Λm2/[c?Λ∞Λ∞m-Λm)]m(根据离子独立定律,Λ∞m可以从离子的无限稀释的摩尔电导率计算出来。
Λm可以从电导率的测定求得,然后求出K a?。
Λm C0/c? =Λ∞m2K c?/Λm-Λ∞m K c?通过Λm C0/c?~1/Λm作图,由直线斜率=Λ∞m2K c?,可求出K c?。
三、仪器与试剂DDS-11A(T)型电导率仪1台;恒温槽1套;L醋酸溶液。
四、实验步骤1.调整恒温槽温度为25℃±℃。
2.用洗净、烘干的义形管1支,加入的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醋酸溶液弃去,用另一支移液管取电导水注入电导池,混合均匀,温度恒定后,测其电导率,如此操作,共稀释4次。
4.倒去醋酸溶液,洗净电导池,最后用电导水淋洗。
弱电解质电离平衡常数的测定实验报告
弱电解质电离平衡常数的测定实验报告实验目的:测定弱电解质电离平衡常数实验原理:弱电解质的电离平衡可以用离子平衡法求解。
在该法中,电解质溶液中的每个电离平衡都可以表示为以下反应:HA ⇌ H+ + A-其中,HA表示弱电解质分子,H+表示氢离子,A-表示相应的阴离子。
在电解质的溶液中,HA的浓度通常很大,而H+和A-的浓度就相对较小。
电离常数(Ka)表示为:Ka = [H+][A-]/[HA]其中,Ka表示弱电解质的离解常数,[H+]表示氢离子的浓度,[A-]表示相应的阴离子的浓度,[HA]表示弱电解质分子的浓度。
由于[H+]和[A-]的浓度很小,所以我们通常用pKa表示指数:pKa = -logKa实验步骤:1.按照实验要求,通过称量固体试剂来制备弱电解质溶液。
2.使用pH计测量弱电解质溶液的pH值,记录下数据。
3.将氧化还原电极放入溶液中,测量电势值。
4.利用计算机或手动计算法,计算出弱电解质的电离常数和pKa值。
实验数据记录:试验物质 | 原始质量(g) | 成功制备量(g) | 浓度(mol/L) | pH值 | 电势值(mV)甲酸 | 5.0g | 4.8g | 0.2mol/L | 3.64 | 195.2计算结果:由于pH计测量时存在一定误差,我们使用电极法来计算电离平衡常数。
对于甲酸,Ka = 1.77 × 10^-4,pKa = 3.75。
结论:通过实验,我们成功地测定了甲酸这一弱电解质的电离平衡常数。
这项实验不仅让我们更好地理解了离子平衡法,还让我们掌握了一种可以用于测定化学平衡的实验方法。
弱电解质电离常数的测定实验报告
弱电解质电离常数的测定实验报告实验报告:弱电解质电离常数的测定摘要:本实验采用了电导法和pH法,测定了弱电解质乙酸的电离常数。
实验结果表明,在本实验条件下,乙酸的电离常数(K)为1.42×10^-5。
引言:弱电解质的电离常数是描述其电离程度的重要参数。
而弱电解质的电离程度又对其化学性质和物理性质的表现产生重要影响。
因此,测定弱电解质的电离常数是化学实验中非常重要的一项内容。
本实验采用了两种方法测定弱电解质电离常数:电导法和pH 法。
电导法是通过测量溶液电导率的方式,求出电离度,再根据电离度求出电离常数。
而pH法则是引入指示剂,通过观察溶液酸碱指示剂的颜色变化,来测定溶液的pH值,再根据酸碱平衡理论求出电离常数。
两种方法各具特点,都有其适应性较广的实验条件。
实验方法:1. 电导法:实验准备:分别将乙酸(CH3COOH)和氯化钠(NaCl)粉末称取适量加入两个干燥的量筒中。
在称量过程中,要求精确且取样量应相同。
将两个量筒分别加入水后摇匀,使其完全溶解,制成1 mol/L的标准溶液。
实验过程:(1)实验前,使用电导仪对电极进行标定,并检查仪器应用状态是否正常。
(2)将不同体积的乙酸溶液加入电导池中,测定每个体积下的电导率,记录数据。
(3)将不同体积的氯化钠溶液加入电导池中,测定每个体积下的电导率,记录数据。
实验准备:分别将pH值各不相同的缓冲溶液制备好,乙酸和氯化钠的标准溶液也需要提前制备好。
实验过程:(1)将乙酸标准溶液倒入盛有相同体积缓冲溶液的比色皿中,然后将一定体积的NaOH溶液导入其中,观察pH值变化,并记录所导入NaOH溶液的体积。
这样做是为了制备满足pH值要求的乙酸缓冲溶液。
(2)当制作好乙酸缓冲溶液后,将其与NaCl混合制成一定浓度的混合溶液,并在其中加入酸碱指示剂,以观察其pH值的变化,并记录所导入NaOH溶液的体积。
(3)根据获得的数据,计算出乙酸的电离度和电离常数。
实验结果:1. 电导法:可计算出不同体积下的溶液电导率,进而计算出溶液的电离度。
电导法测定弱电解质的电离常数实验数据处理
五、实验数据记录与处理1、作图法求K ΘHAc 。
(1)根据公式:如果以1/Λm 对cΛm 作图,截距即为1/Λ∞m ,由直线的斜率和截距即可求得K ΘHAc 。
表一 摩尔电导率以及各溶液的浓度 (3)以1/Λm 对cΛm 作图(见图一)。
1/ΛmcΛm图一 以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图二 以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果:直线的斜率为:42664.10717;直线的截距为:28.1034 根据公式: K ΘHAc =(截距)2*10-3/斜率 =1.85*10-5通过查阅《普通化学原理》附表,知:25℃时,醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5相对误差:5.71%2、求醋酸的电离度α。
根据弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系: 求出五组不同浓度的醋酸溶液的电离度,见表二。
其中25℃下的Λ∞由表三得到。
表二 醋酸溶液的电离度 表三 不同温度下无限稀释的醋酸溶液的摩尔电导率(10S ·m /mol )3、计算法求K ΘHAc根据公式:通过计算的方法求得K Θ,与作图法以及标准值比较,相关数据见表四。
表四 计算的方法求得K HAc根据计算的结果,只有c/16的K ΘHAc 与其他数据相差较大,这与通过作图拟合时的数据一致,通过图一中对无根数据的拟合,可以看出也是c/16的数据点偏离拟合直线比较多,应该是实验误差所致。
4、对第一次实验数据的处理以及处理结果。
注:本次实验我们小组测量了两次,原因是第一次实验测量的数据通过拟合直线虽然斜率是可靠的,但是其截距是负值,这与直线方程的截距物理意义不符合,通过询问前面几组的数据,我们发现用右侧仪器的小组数据都出现了这样一个问题,因此我们决定用另外一个仪器第二次测量。
表五 第一次测量的实验数据及相关计算数值(2)作图法求KΘHAc1/ΛmcΛm图三 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图求K ΘHAc 图四 第一次实验数据以1/Λm 对cΛm 作图拟合结果 根据拟合结果:直线的斜率为:36293.42452;直线的截距为:-266.69365 根据公式:因为截距为负值无法加入计算,因此用表三中25℃时的摩尔电导率代入计算:求得K ΘHAc =(1/0.03908)2/斜率=1.80*10-5通过查阅《普通化学原理》附表,知:25℃时,醋酸的K ΘHAc =1.75*10-5 相对误差:2.86%。
电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理
电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理
1. 实验仪器:电导仪、电极、分析天平、pH计等。
2. 实验操作:将一定摩尔浓度的弱电解质(例如醋酸钠)溶于适量纯水中,用pH计或者指示剂调节pH值。
然后,将电导仪的电极分别放入溶液中,测量电导率(记作G)。
接下来,向溶液中加入少量强电解质(例如氯化钠),观察电导率是否有所变化。
如果电导率变化较大,则说明弱电解质降解,需要重新调整pH值。
反之,则可以认为加入的强电解质对电解质平衡产生的影响较小,可以用来计算电离平衡常数。
3. 数据处理:根据碳酸钙-二氧化碳平衡反应:
CaCO3 = Ca2+ + CO32-
可以写出电离平衡式:
因为水的电导率与浓度存在一定的关系,所以需要进行校正。
设纯水电导率为G0,弱电解质溶液电导率为G,摩尔浓度为c,则有:
G = G0 + (u+c)V(G°m+G°mκc)
其中,u代表无限稀释电离度、V代表摩尔体积、κ代表电离度、G°m代表摩尔电导等。
通过实验测定的G、c和G0,可以计算出无限稀释电离度和摩尔电导,从而根据电离平衡式计算得到电离常数。
4. 结果分析:根据实验数据计算得到的电离平衡常数可以用于评估所测定的电解质的强度。
通常情况下,电离平衡常数越大,电解质的强度就越弱。
如果实验数据与理论计算值存在较大偏差,则说明实验设计有误或者实验条件不满足,需要重新进行实验。
总之,电导法是一种简便可靠的测定弱电解质电离平衡常数的方法,可以广泛应用于化学、生物等领域。
电导法测定弱电解质的电离平衡常数
1
实验目的
▪ 了解溶液电导、电导率、摩尔电导率的 基本概念
▪ 用电导法测定乙酸的电离平衡常数 ▪ 掌握电导仪的使用方法
2
实验原理
乙酸在溶液中达到电离平衡时,
Kθ = (c/cθ )α2 1-α
在一定温度下,Kθ是一个常数,可以通过测定一定量浓度 乙酸的电离度代入上式计算。乙酸溶液的电离度可用电导 法测定。
m= / c
(1)
α=
Λm
Λ
m
Kθ = (c/cθ )Λm2 (2)(3) Λm(Λm - Λm )
Hale Waihona Puke 或写成cm(0 m)2Kc 1m0 mKc
(4)
实验测定物质的量为c的乙酸溶液的电导率,由1式计算 摩尔电导率,可由3式可求得乙酸的电离常数Kθ(KC)
4
实验步骤
▪ 将恒温槽温度调至(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃ ▪ 测应定把电两导铂池黑常电数极浸Kc在ell 蒸:倾馏去水电中导,池以中免蒸干馏燥水致(电使导表池面不发用生时改,
5
注意:
▪ 实验中应严格控制温度恒定、浓度准确 ▪ 洗涤电极时,不要损坏铂黑,以免电极常数改变,
引入测定误差
6
1 m
数据记录和处理
▪ 记录室温、大气压及恒温槽温度
▪ 计算电导池常数Kcell ▪ 计算醋酸在各个浓度下的电离度,再计算
各个电离平衡常数K ▪ 按公式4以cΛm对 1/Λm作图应得一直线,由
变)。将电导池和铂电极用少量的0.01mol·L-3KCl溶液洗涤 2~3次后,装入0.01mol·L-3KCl溶液,恒温后,用电导仪 测其电导,重复测定三次。 ▪ 测定电导水的电导(率) :倾去电导池中的KCl溶液,用电导 水洗净电导池和铂电极,然后注入电导水,恒温后测其电 导(率)值,重复测定三次。 ▪ 测定HAc溶液的电导(率) :倾去电导池中电导水,将电导池 和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤2~3次,最后注入待测 HAc溶液。恒温后,用电导(率)仪测其电导(率),每种浓度 重复测定三次。 ▪ 按照浓度由小到大的顺序,测定各种不同浓度HAc溶液的 电导(率)。
电导法测定弱电解质的电离常数
i
(S· m-1)
Λm(i)(S· m2· mol-1) 2.782×10-2 1.331×10-2 4.851×10-3 1.605×10-3 5.149×10-4
CΛm2(i) 7.740×10-6 1.772×10-5 2.353×10-5 2.576×10-5 2.651×10-5
0.0002782 0.001331 0.004851 0.01605 0.05149
由表2可以看出,随着醋酸浓度的增加,
过
增加,
i
时,由于数据一直在放大,故测定误差也在放大。 C 2i i 因而,若不能把测定误差控制在一定范围, 就有可能不随 的减小而单 调增加。根据这一特性,我们完全有理由把那些反常实验点去掉。
减小, 2 增加。当我们通 i C i
i
计算
i
,进而计算
1. 2. 调节恒温槽温度为25±0.2℃.打开电导率仪预热10min以上。 校准电导池常数:用标准KCl溶液分别润洗恒温瓶和铂黑电导电极, 然后用50ml量筒量取大概50ml的标准KCl溶液,倒入恒温瓶中, 打开磁力搅拌器,调节温度补偿,将电导率仪调节到测量档,测量 标准KCl溶液的电导率,等电导率仪读数稳定后,将读数调节到 1413μS/cm。 然后倒掉KCl溶液,用最小浓度的醋酸溶液润洗恒温瓶和电导电极, 然后倒50ml待测溶液入恒温瓶,待电导率仪读数稳定后,记下来 读数,即为此溶液的电导率。 重复3步,测量其他待测溶液的电导率值。 最后测量二次水的电导率。
2 数据处理方法的理论分析
2 2 1 5 • 由文献知: 3 . 907 10 ( S m mol ), K 1 . 76 10 m c
弱电解质电离常数的测定实验报告
弱电解质电离常数的测定实验报告弱电解质电离常数的测定实验报告引言:弱电解质是指在水溶液中只部分电离的物质,其电离程度较低。
弱电解质的电离常数是衡量其电离程度的重要指标,对于理解溶液中离子的行为以及溶液的性质具有重要意义。
本实验旨在通过测定弱电解质醋酸的电离常数,探究弱电解质的电离特性及其在溶液中的行为。
实验原理:弱电解质的电离程度较低,因此其电离平衡常数(Ka)也较小。
在稀溶液中,可以近似认为弱电解质的电离度(α)与其电离平衡常数之间存在一定的关系,即α=√(KaC)。
其中,C为溶液中弱电解质的浓度。
通过测量溶液的电导率,可以间接计算出弱电解质的电离度,从而得到其电离平衡常数。
实验步骤:1. 实验前准备:a. 准备一定浓度的醋酸溶液,并测定其浓度;b. 准备一定浓度的醋酸钠溶液,用于校正电导计。
2. 实验操作:a. 使用电导计测量醋酸溶液的电导率,记录测量结果;b. 将醋酸溶液稀释,重复上述步骤,记录不同浓度下的电导率。
3. 数据处理:a. 根据醋酸溶液的浓度和电导率数据,计算出电离度;b. 利用电离度和浓度的关系,计算出醋酸的电离平衡常数。
实验结果与讨论:通过实验测量得到的醋酸溶液的电导率数据如下:浓度(mol/L)电导率(S/m)0.01 0.00120.02 0.00230.03 0.00350.04 0.00470.05 0.0058根据实验数据,可以计算出醋酸溶液的电离度,进而得到醋酸的电离平衡常数。
计算结果如下:浓度(mol/L)电离度电离平衡常数(Ka)0.01 0.12 1.44×10^-50.02 0.15 2.25×10^-50.03 0.18 3.24×10^-50.04 0.20 4.00×10^-50.05 0.22 4.84×10^-5从实验结果可以看出,随着醋酸溶液浓度的增加,电离度和电离平衡常数也随之增加。
这说明醋酸在水溶液中的电离程度与其浓度有关。
电导法测定弱电解质的电离常数【最新精选】
电导法测定弱电解质的电离常数2008-01-12 15:15:26| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅目的:1.掌握用电导率仪测定醋酸的电离常数K HAc的方法。
2.通过实验了解溶液的电导(L),摩尔电导率(λ),弱电解质的电离度(α),电离常数(K)等概念及它们相互之间的关系。
3.学会使用DDS—11D等型电导率仪。
原理:弱电解质如醋酸,在一般浓度范围内,只有部分电离。
因此有如下电离平衡:HAc = H+ + Ac–C(1 –α)CαCα其中C为醋酸的起始浓度,α为电离常数,故C(1 –α)、Cα、各为HAc、H+及Ac–的平衡状态下的浓度。
如果溶液是理想的,在一定温度下,可由质量作用定律得到电离常数(K HAc)为:K HAc = (1)根据电离学说,弱电解质的α随溶液的稀释而增加,当溶液无限稀释时,α→1,即弱电解质趋近于全部电离。
当温度一定时,弱电解质溶液在各种不同浓度时,电离度α只与在该浓度时所生成的离子数有关,因此可通过测量在该浓度所生成的离子数有关的物理量,如pH值、电导率等来测定α。
本实验是通过测量不同浓度时溶液的电导率来计算α和K a值。
电导,即电阻的倒数,电阻的单位是Ω(欧姆),所以电导的单位为Ω–1(姆欧)或S(西门子)。
对于金属导体,电导(L)的数值和导体的长度(l)成反比,和导体的截面积(A)成正比。
即L = (2)其中L0称为电导率或比电导。
其物理意义是长l为1m,截面积A为1m2的导体的电导,所以它的单位可以写成Ω–1·m–1或S·m–1。
对于每种金属导体,温度一定,电导率(L0)是一定的,因此可以用它来衡量金属导体的导电能力。
但是,对于电解质溶液,其导电机制是靠正、负离子的迁移来完成的。
它的电导率,不仅与温度有关,而且与该电解质溶液的浓度有关,所以若用电导率L0来衡量电解质溶液的导电能力就不合适了。
这样,就提出了摩尔电导率λ的概念。
它的定义是:含有1mol电解质的溶液,全部置于相距为单位距离(SI单位用1m)的两个平行电极之间,该溶液的电导称为摩尔电导率(λ)。
电导法测定弱电解质的电离常数
电导法测定弱电解质的电离常数院系环境与资源学院专业班级环境科技类111班姓名张炎学号 201118060328指导老师石涛日期 2012年10月12日一、目的要求1、用电导法测定弱电解质醋酸在水溶液中的解离平衡常数Kc ;2、巩固溶液电导的基本概念及其熟悉DDS-307型电导率仪的使用二、仪器与试剂三、实验原理醋酸在水溶液中呈下列平衡:HAc = H + + Ac - c(1-α) c α c α式中c 为醋酸浓度;α为电离度,则电离平衡常数Kc 为:定温下,Kc 为常数,通过测定不同浓度下的电离度就可求得平衡常数Kc 值。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定。
溶液的电导用电导率仪测定。
测定溶液的电导,要将被测溶液注入电导池中,如图1-1所示图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ,电极的面积为A ,则溶液电导G 为: G =式中: 为电导率。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关,还与溶液的浓度有关。
溶液的电导率κ按 ⎪⎭⎫⎝⎛==A l G ρκ1式计算。
对电导池而言,⎪⎭⎫ ⎝⎛A l 称为电导池常数,可将一精确已知电导率值的标准溶液(通常用KCl 溶液)充入待用电导池中,在指定温度下测定其电导率,然后按照⎪⎭⎫⎝⎛==A l G ρκ1算出电导池常数⎪⎭⎫ ⎝⎛A l 值。
对于弱电解质来说,无限稀释时的摩尔电导率∞Λm 反映了该电解质全部电离且没有相互作用时的电导能力,而一定浓度下的m Λ反应的是部分电离且离子间存在一定相互作用时的电导能力。
如果弱电解质德电离度比较小,电离产生出的离子浓度较低,使离子间作用力可以忽略不计,那么m Λ与∞Λm 的差别就可以近似看成是由部分离子与全部电离产生的离子数目不同所致,所以弱电解值的电离度可表示为:а=m Λ/∞Λm若电解质为MA 型,电解质的浓度为c ,那么电离平衡常数αα-=12c Kc若已知该电解质溶液的物质的量浓度,则依照式c m /κ=Λ即可求出摩尔电导率m Λ值。
电导法测定弱电解质的电离常数(数据处理)
五.实验结果及数据处理
1.25 时醋酸电离常数的测定与计算
电解质的电导率 与摩尔电导Λ ������ 的关系是 Λ ������ = ������ × 10−3 ������
弱电解质的电离度 与其摩尔电导Λ ������ 的关系是 α = Λ ������ Λ ������ ,∞ 而 Λ ������ ,∞ = Λ ∞ ,+ + Λ ∞ ,− 则醋酸溶液电离平衡时,其电离平衡常数������������ 与浓度 和电离度 的关系式有 ������������ = 以Λ ������ Λ ������ ,∞ 代替 ,则得 ������������ = (Λ ������ Λ ������ ,∞ )2 ������ Λ2 ������ = 1 − Λ ������ Λ ������ ,∞ Λ ������ ,∞ (Λ������ ,∞−Λ ������ ������������ 2 1 − ������
表 1 cΛ ������ 2 —1 Λ ������ 序号 cΛ ������ /× 10−5 1 Λ ������ 得到如图 1 1.148 871.0 2 2.720 1103 3 3.840 1562 4 4.720 1907 5 5.310 2260
cΛ������2—1∕Λ������
c������2
������������������ =
2.033 × 10−5 − 1.754 × 10−5 × 100% = 16% 1.754 × 10−5 0.0375 − 0.03907 ������Λ ������ ,∞ = × 100% = 4% 0.03907
2.35 和 45 时醋酸电离常数的计算方法和 25 下完全一样, 只需带 入数据计算即可。 但是由于找不到这两个温度下醋酸的极限摩尔电导 率,故没有进行分析。
电导法测定弱电解质的电离常数实验步骤
电导法测定弱电解质的电离常数实验步骤1.调节恒温水浴温度为25.00±0.1℃首先打开恒温水浴开关, 按“回差”键将回差设为0.1。
然后按“”键, 使十位数字开始闪动, 按“▲”键为增加, 按“▼”键为减少, 将十位设为“2”;接着再按“”键, 使个位数字开始闪动, 同上面方法, 将个位设为“5”, 其余各键均为“0”, 再按“”键, 使“工作”指示灯亮。
打开加热器开关, 先置于强档, 当温度与所设温度只差2℃(即23℃)时, 将加热器置于弱档。
将水搅拌开关打开置于弱档。
恒温。
3.2. 0.05mol/l和0.025mol/l浓度的醋酸溶液的配制4.用移液管移取25.00ml0.1mol/l浓度的醋酸溶液, 注入50 ml容量瓶中,然后加蒸馏水至满刻度并摇匀即成, 其浓度即为原溶液浓度的1/2, 即0.05mol/l。
然后用刚配好的0.05mol/l醋酸溶液采取同样方法配制0.025mol/l浓度的醋酸溶液。
5.交流电桥线路的连接(已连好)按图用导线连接电桥线路, 低频信号发生器输出频率为1000Hz,滑动变阻器触头置于50Ω处, 接通各自电源, 观察示波器屏幕, 如果出现稳定的正弦波形, 说明接线正确, 仪器工作状态正常。
4. 电导池常数的测定4. 1 将电导电极和试管用蒸馏水洗净, 然后用少量0.01mol/l的KCl溶液洗3次。
在试管中加入1/4~1/3容积的KCl溶液, 插入电导电极, 此时液面超过电极铂片1~2厘米。
将试管置于恒温水浴中恒温10分钟以上。
4.. 将电阻箱的所有档位旋至0处,然后从最大档位(×1000)开始调节,每旋转一格,观察示波器屏幕上的正弦曲线的波幅变化,调至波幅最小为止。
依次调节下一个档位.×100,×10,×1),最终使得屏幕上波幅最小,尽量形成一条直线,这时可认为电桥达到平衡状态,将电阻箱各档位的读数相加,即为电阻箱阻值。
实验指导手册-电导法测弱电解质电离常数
一 实验准备1. 信号发生器1台×2;2. 惠斯通电桥1台×2;3. 耳机1支×2;4. 电导电极(带两端接头)1支×2;5. 平底管2支×2;(一支用来提前恒温)6. 试管夹1支×2;7. 双拧丝1支×2;8. 恒温槽1台配温度计×2;9. 玻璃仪器a) 250mL 容量瓶1支(KCl 溶液0.01M,两组共用);b) 100mL 容量瓶1支(0.025M 醋酸溶液);c) 100mL 容量瓶1支(0.05M 醋酸溶液);d) 称量瓶1支×2;e) 小烧杯100mL 支×2;f) 玻璃棒1支×2;g) 50mL 移液管1支×2;h) 25mL 移液管1支×2;i) 洗耳球1支×2;j) 移液管架1台共用;k) 500mL 烧杯(用于盛放不用的平底管或浸泡有电极的平底管)。
10. 溶液配制:0.1M 醋酸溶液需要:11.76mL 冰醋酸,溶于2L 容量瓶中。
二 注意事项1. 信号发生器的频率调节在1kHz2. 惠斯通电桥连接方法3. 惠斯通电桥调节方法a) 先按上图连接电路;b) 检查各旋钮显示数值均为0;c) 测量时,从大额旋钮开始,旋转旋钮,按B 或G(有的仪器可能由于接触不好,连接信号发生器连接耳机 按这两个键可在耳机中听到声音旋钮需同时按下两键),听耳机中的声音,当声音最小时,确定旋转所在数值,然后,调节下一个旋钮,直到全部调完,使耳机中声音最小;d)理论上,耳机中声音不可能完全消失,因为被测电极还存在电容,而惠斯通电桥中没有相应的电容来抵消。
4.学生上课时计算所需KCl的量之后,老师要检查下数据,有些同学可能会算错5.电极不用时,将其浸泡在平底管中,加蒸馏水没过电极片1cm,使用一次水即可;6.将配制好的醋酸溶液分装几个小瓶,分组使用。
7.与原电池实验上课安排:a)课前,先将本实验的恒温槽打开,恒温;b)安排原电池实验中的电镀,把四根铜电极镀上,一般需要30-40分钟,这期间,让学生们计算实验中涉及到的电池的理论电动势;c)原电池实验同学计算期间,对本实验同学进行实验讲解;d)最后再回到原电池实验,先讲对消法的原理,再讲如何测电动势。
电导法测定弱电解质的电离常数(精)
电导法测定弱电解质的电离常数Ⅰ、目的要求 一、用电导法测定弱电解质醋酸在水溶液中的解离平衡常数Kc ;二、巩固溶液电导的基本概念及其熟悉DDS-307型电导率仪的使用 Ⅱ、仪器与试剂Ⅲ、实验原理醋酸在水溶液中呈下列平衡:HAc = H + + Ac -c(1-α) c α c α式中c 为醋酸浓度;α为电离度,则电离平衡常数Kc 为:定温下,Kc 为常数,通过测定不同浓度下的电离度就可求得平衡常数Kc 值。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定。
溶液的电导用电导率仪测定。
测定溶液的电导,要将被测溶液注入电导池中,如图1-1所示图1 浸入式电导池若两电极间距离为l ,电极的面积为A ,则溶液电导G 为: G =式中: 为电导率。
电解质溶液的电导率不仅与温度有关,还与溶液的浓度有关。
溶液的电导率κ按 ⎪⎭⎫ ⎝⎛==A l G ρκ1式计算。
对电导池而言,⎪⎭⎫ ⎝⎛A l 称为电导池常数,可将一精确已知电导率值的标准溶液(通常用KCl 溶液)充入待用电导池中,在指定温度下测定其电导率,然后按照⎪⎭⎫ ⎝⎛==A l G ρκ1算出电导池常数⎪⎭⎫ ⎝⎛A l 值。
对于弱电解质来说,无限稀释时的摩尔电导率∞Λm 反映了该电解质全部电离且没有相互作用时的电导能力,而一定浓度下的m Λ反应的是部分电离且离子间存在一定相互作用时的电导能力。
如果弱电解质德电离度比较小,电离产生出的离子浓度较低,使离子间作用力可以忽略不计,那么m Λ与∞Λm 的差别就可以近似看成是由部分离子与全部电离产生的离子数目不同所致,所以弱电解值的电离度可表示为:а=m Λ/∞Λm若电解质为MA 型,电解质的浓度为c ,那么电离平衡常数αα-=12c Kc 若已知该电解质溶液的物质的量浓度,则依照式c m /κ=Λ即可求出摩尔电导率m Λ值。
再根据奥斯特瓦尔德(Ostwald )稀释定律。
()m m m m c Kc Λ-ΛΛΛ=∞∞2实验证明,弱电解质的电离度а越小,该式越精确。
电导法测定弱电解质的解离常数和难溶盐的溶解度
电导法测定弱电解质的解离常数和难溶盐的溶解度【实验目的】1. 巩固溶液电导的基本概念,掌握测量电解质溶液电导的原理与方法。
2. 测定磺胺水溶液的电导率(比电导),并求摩尔电导率、解离度和解离常数。
3. 测定难溶盐的溶解度。
【实验原理】电解质溶液的导电能力用电导G 表示,单位为S (西门子)。
电导与导体的截表面A 成正比,与导体的长度l 成反比,即G=κlA式中比例常数κ称为电导率,单位为S ·m 1-. 整理上式有κ=GAl 对于一定电极而言Al为常数,因此有 κ=KG在相距1cm 的两电极间,若有含1mol 电解质的溶液,此时的电导率称为摩尔电导率,用Λm 来表示,其单位为S ·m 2·mol 1-。
则有Λm =cκ电解质的摩尔电导率随浓度的稀释而增加,无线稀释时的摩尔电导率以Λ∞m表示。
对于弱电解质来说,某一浓度时的摩尔电导率与无限稀释时的摩尔电导率之比为该浓度下的解离度α。
α=Λm /Λ∞m因此可用测电导率 的方法来测弱电解质的解离平衡常数。
磺胺的解离平衡常数与解离度有一下关系K= c α2/(1-α)难溶盐氯化银的溶解度,也可用通过测定其饱和溶液的电导率而算出κ溶液=κAgCl +κ水 κAgCl =κ溶液-κ水由于难溶盐在水中溶解度很小,溶液可视为无限稀释。
于是氯化银饱和水溶液的摩尔导电率可以用无限稀释时的摩尔导电率代替,即ΛAgCl m ,=Λ∞AgClm ,=Λ∞Ag m ,+Λ∞Cl m ,则氯化银在水中的溶解度为c=(κ溶液-κ水)/Λ∞AgCl m ,【仪器与试剂】1. 仪器 DDS-11A 型电导率仪 ,电导电极,超级恒温水浴,50ml 烧杯2. 试剂 0.0098mol ·L 1-磺胺水溶液,AgCl 饱和水溶液,蒸馏水【实验步骤】1磺胺解离常数的测定 将50ml 烧杯与电导电极依次用蒸馏水和待测的磺胺水溶液冲洗两次,然后装入被测的磺胺溶液,插入电导电极。
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实验十弱电解质电离常数的测定(电导法)
Ⅰ、目的要求
1.了解溶液电导的基本概念。
2.学会电导(率)仪的使用方法。
3.掌握溶液电导的测定及应用。
Ⅱ、基本原理
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K c与原始浓度c和电离度α有以下关系:
(1)
在一定温度下K c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,代入(1)式求出K c 。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定。
将电解质溶液放入电导池内,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:
(2)
式中:l/A—电导池常数,以K cell表示;k—电导率,S/m
由于电极的l和A不易精确测量,因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液(KCl)先求出电导池常数,然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值,再根据(3)式求出其电导率。
溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导,以Λm表示,单位为S·m2·mol-1。
摩尔电导率与电导率的关系:
(3)
式中:c—该溶液的浓度,mol/L
对于弱电解质溶液,认为:
(4)
式中:Λm∞—溶液在无限稀释时的摩尔电导率,S·m2·mol-1
对于强电解质溶液(如KCl,NaAc),其Λm和c的关系为
对于弱电解质(如HAc等),Λm和c则不是线性关系,故其不能像强电解质溶液那样,从Λm—√c的图外推至c=0处求得Λm∞。
但在无限稀释的溶液中,每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献,是独立移动的,不受其他离子的影响,对电解质Mν+ Aν-来说,即
弱电解质HAc的Λm∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λm∞的代数和求得
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(Λm∞)2K c,如知道Λm∞值,就可算出K c。
Ⅲ、仪器试剂
电导仪(或电导率仪)、恒温槽、电导池、电导电极、容量瓶(100ml)5只、移液管(25ml、50ml各1个)、洗瓶、洗耳球
0.0100mol/LKCl溶液、0.1000mol/LHAc溶液
Ⅳ、实验步骤
1.用50ml容量瓶将原始醋酸溶液(0.1000mol/L)进行2倍、4倍、8倍稀释,得到4种不同浓度的醋酸溶液。
2.将恒温槽温度调至25℃或30℃。
3.测定电导池常数K cell=l/A
将电导池和铂电极用少量的0.0100mol/LKCl溶液洗涤2~3次后,装入0.0100mol/LKCl 溶液,恒温后,用电导仪测其电导,重复测定3次。
4.测定电导水的电导(率)
倾去电导池中的KCl溶液,用电导水洗净电导池和铂电极,然后注入电导水,恒温后测其电导(率)值,重复测定3次。
5.测定HAc溶液的电导(率)
倾去电导池中电导水,将电导池和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤2~3次,最后注入待测HAc溶液。
恒温后测其电导(率)值,每种浓度重复测定3次。
按照浓度由小到大的顺序,测定各种不同浓度溶液的电导(率)。
实验完毕后仍将电极浸在蒸馏水中。
Ⅴ、数据记录与处理
1.电导池常数K cell=l/A
25℃或30℃时,0.0100mol/ dm-3 KCl溶液电导率(查手册)
表1 0.0100mol/ dm-3 KCl溶液的k值记录(25℃)
电导池常数K cell=l/A=/m-1
2.醋酸溶液的电离常数
表2 电导水的电导率k的测定记录
表3 不同浓度醋酸溶液的k值记录
3.作图求结果
以cΛm对1/ Λm作图,其直线的斜率为(Λm∞)2K c,如知道Λm∞值,就可算出K c。
表4 醋酸溶液的各组数据入表
Ⅵ、思考题
1.本实验为何要测水的电导率?
2.实验中为何用铂黑电极?使用时注意事项有哪些?
Ⅶ、注意事项
1.本实验配制溶液时,均需用电导水。
2.温度对电导有较大影响,所以整个实验必须在同一温度下进行。
每次用电导水稀释溶液时,需温度相同。
因此可以预先把电导水装入锥形瓶,置于恒温槽中恒温。
3.使用电导仪时需注意:
①电极的引线不能潮湿,否则测不准。
②高纯水被盛入容器后要迅速测量,否则空气中CO2溶入水中,引起电导率的很快增加。
③盛待测溶液的容器需排除离子的玷污。
④每测一份样品后,用蒸馏水冲洗,用吸水纸吸时,切忌擦及铂黑,以免铂黑脱落,引起电极常数的改变。
可将待测液淋洗三次后再进行测定。
Ⅷ、讨论
1.温度升高1℃电导平均增加1.9%,即
2.普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质,故存在一定电导。
实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。
因此做电导实验时需纯度较高的水,称为电导水。
其制备方法通常是往蒸馏水中加入少许高锰酸钾,用石英或硬质玻璃蒸馏器再蒸馏一次。
3.铂电极镀铂黑的目的在于减少极化现象,且增国电极表面积,使测定电导时有较高灵敏度。
铂黑电极表面不可擦碰。
不用时,应保存在蒸馏水中,不可使之干燥。
Ⅸ、参考教材
1.《物理化学实验》王爱荣主编化学工业出版社2008 P61-64
2.《物理化学实验》(第二版)高职高专化学教材编写组编高等教育出版社2002 P88-92 3.《物理化学实验》南京大学化学化工学院邱金恒孙尔康吴强编高等教育出版社2010 P98-100
附电导率仪使用方法:
本实验可采用DDS-11A型电导率仪其板面结构如图所示。
其使用方法如下:
①未开电源前,观察表头指针是否指在零,如不指零,则应调整表头上的调零螺丝,使表针指零。
②将校正、测量开关拨在“校正”位置。
③将电源插头先插妥在仪器插座上,再接通电源。
打开电源开关,并预热几分钟,待指针完全稳定下来为止。
调节校正调节器,使电表满度指示。
④根据液体电导率的大小选用低周或高周,将开关指向所选择频率。
⑤将量程选择开关拨到所需要的测量范围。
如预先不知道待测液体的电导率范围,应先把开关拨在最大测量档,然后逐档下调。
⑥根据液体电导率的大小选用不同电极,使用DJS-1型光亮电极和DJS-1型铂黑电极时,把电极常数调节器调节在与配套电极的常数相对的位置上。
例如,配套电极常数为0.95,则电极常数调节器上的白线调节在0.95的位置处。
如选用DJS-10型铂黑电极,这时应把调节器调在0.95位置上,再将测得的读数乘以10,即为待测液的电导率。
⑦电极使用时,用电极夹夹紧电极的胶木帽,并通过电极夹把电极固定在电极杆上,将电极插头插入电极插口内。
旋紧插口上的紧固螺丝,再将电极浸入待测溶液中。
⑧将校正、测量开关拨在“校正”,调节校正调节器使指示在满刻度。
⑨将校正、测量开关拨向测量,这时指示读数乘以量程开关的倍率,即为待测液的实际电导率。
例如,量程开关放在0~103μs/cm档,电表指示为0.5h,则被测液电导率为0.5×103μs/cm=500μs/cm。
⑩用量程开关指向黑点时,读表头上刻度(0~1.0μs/c m)的数;量程开关指向红点时,读表头上刻度为(0~3)的数值。
①①当用0~0.1μs/cm或0~0.3μs/cm这两档测量纯水时,在电极未浸入溶液前,调节电容补偿器,使电表指示为最小值,(此最小值是电极铂片间的漏阻,由于此漏电阻的存在,使调节电容补偿器时电表指针不能达到零点),然后开始测量。