电解质溶液活度系数的测定

实验十七 电解质溶液活度系数的测定

一、实验目的

测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。

二、实验原理

将理想液体混合物中一组分B 的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B 的化学势。

B B B f a x =

B f 为真实液体混合物中组分B 的活度因子。真实溶液中溶质B ，在温度T 、压力P 下，

溶质B 的活度系数为：

/(/)B B B a b b θ

ϒ=

其中B ϒ为活度因子（或称活度系数）。

电池：Ag ，AgC l|HCL |玻璃|试液||KCL （饱和）| 22H g C l

Hg

ψ

膜

L

ψ

（液接电势）

玻璃电极 | | 甘汞电极

A /gC l Ag

ψψ

ψ

=+膜

玻璃

22

L H /g

C l H g

ψψ=

上述电池的电动势： L

E ψ

ψ

ψ

=+-玻璃

Hg Cl /Hg

22 （1）

其中：K+0.059lg a

ψ

=膜

（K 是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数）

当实验温度为250

C 时

0.11831l g L

E K

a

ψ

ψ

ψ

=++--AgCl/Ag

Hg Cl /Hg

22 0.11831lg K a

=- K -0.1183l g

m γ=±±

（2）

上式可改写为： K -0.1183lg -0.1183lg E m

γ

=±

±

即

l g (0.1183l g

)/

K E m γ

=--±

±

（1）

根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述

关系式 0

/(/)B B B

a b b γ=l g γ±=-

所以

(0.1183lg )/0.1183K E m

--=-±

或 0.1183l g 0.3

E m K +=+ 或将不同浓度的HCl 溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm

为纵坐标，以K 。求的K 后，再将各不同浓度m 时所测得的相应E 值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例

子活度系数γ±，同时根据22H C L a a ()H C l a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl 相应

的活度。

三、仪器药品

离子活度计、干电池、移液管若干支；0.1mol/L 盐酸溶液

四、试验步骤

1，溶液配制

分别配置0.005mol/L 、0.01mol/L 、0.02mol/L 、0.05 mol/L 及0.1 mol/L 溶液50mL 2，不同浓度的盐酸溶液的电动势测定

测定不同浓度HCl 溶液的E 。

五、数据处理

1，求E 0

将不同浓度的HCl 溶液分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm 为纵坐标，以为横坐标作图，将此曲线外推，求K 。

2，计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数γ。

3，根据公式0/(/)B B B a b b γ=及22

H C L a a ()H C l a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl

相应的活度。

六、思考讨论

1，试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。

2，当试验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？