电导率测试实验

《化学基础》实验报告

一.实验目的：

1)配置不同浓度KCl和醋酸溶液并测量其电导率。

2)从中学会一定浓度溶液配置方法。

3)学会电子天平、电导率仪等设备的实用方法。

4)理解不同溶液电导率和浓度的关系。

二.实验原理：

测量待测溶液电导的方法称为电导分析法。电导是电阻的倒数，即

G=1RR（式5.1）

式中，G为电导，单位为西门子，用S表示。工程上因该单位太大，常用10-3、10-6作为单位，称为毫西或微西，以mS或μμS表示。R为电阻，单位用Ω表示。电导值得测量，实际上是将两只电极插入溶液中，通过电阻值得测量，再经换算得到的。根据欧姆定律，温度一定时，该电阻值与电极间距l成正比，与电极的横截面积A成反比

R=ρll AA (式5.2)

式中，ρ为电阻率，Ω·m。将式5.1代入式5.2，得

G=1ρρ×AA ll=kk AA ll(式5.3)

式中，k为电阻率的倒数，称为电导率，S/m，即

k=1ρρ（式5.4）

对于某一只电极而言，电极极板之间的距离l和极板面积A之比称为该电极的电极常数或电导池常数，用K cell表示。即

KK cccc ll ll=ll AA (式5.5)

则

kk=GG ll AA=GGKK cccc ll ll (式5.6)

对于电解质溶液，电导率相当于在电极面积为1m2，电极间距为1m的立方体中盛有该电解质溶液时的电导。

但在溶液电导及电导率的测定过程中，当电流通过电极时，由于离子在电极上会发生放电，产生极化引起误差，故测量电导和电导率时要使用频率足够高的交流电，以防止电解产物的产生。另外，所用的电极镀铂黑是为了较小过电位，提高测量结果的准确

性。

三.实验仪器设备和器材

序号名称规格或型号数量

1 电导率仪Mettler-Toledo FE30 1台

2 电极LE70

3 一个

3 电子天平HANGPING FA2004B 一台

4 容量瓶250ml 1个

5 容量瓶50ml 6个

6 移液管DRAGON LAB（50ml）1套

7 烧杯150ml+400ml 各一个

8 滴管一次性若干

9 玻璃棒、药匙- 各一个

四.实验数据记录

1. KCl溶液电导率测量（26.6℃）

1)配置0.02mol/L的KCl溶液250ml。

需要取KCl固体

m KKKKll=cV MM KKKKll=0.02mmmmmm/LL×0.25LL×(39+35.5)gg/mmmmmm

=0.3725g

2)分别取40,25,20,15,10,5mL于6个50mL容量瓶中稀释至刻度。

稀释后各溶液浓度分别为

稀释前体积（mL）40 25 20 15 10 5

稀释后浓度（mol/L）0.016 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002

3)测量稀释后各溶液的电导率。

测量得到各个浓度的电导率如下

KCl溶液浓度（mol/L）0.016 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 导电率（μS/cm）3450 2190 1760 1336 914 481 2.02 2. 醋酸溶液电导率测量

1）0.02mol/L醋酸溶液配置。

2）测量电导率。

取40mL所配置溶液，测量电导率后，添加10mL去离子水稀释再测量，依次测量4组数据，得到数据如下

溶液体积（mL）40 50 60 70 -

溶液浓度（mol/L）0.02 0.016 0.0133 0.0114 0

电导率（μS/cm）343 300 273 250 1.62

五.实验数据分析

1．写出采集数据的大致操作过程

1）将所要测量的溶液置于烧杯中，将电极探头置于溶液中，调节电极高度使得溶液没过电极但不触底；

2）在电导率仪上按下“读数”键，待读数稳定后记录数据。

2．根据采集的数据作图（手绘，或者电脑作图后打印粘贴均可）

图1.KCl溶液电导率随浓度变化曲线

图2.醋酸溶液电导率随浓度变化曲线

六. 实验思考与讨论

1. 注意事项

1）称量KCl固体的时候，电子天平读数有延迟，每次增减药品后需要等待5到10秒等读数稳定后再读数；

2）配置一定浓度溶液时在烧杯中初溶解后，将得到溶液转移到容量瓶后，需要用去离子水将烧杯洗涤几次并将洗涤液转移进容量瓶；

3）定容时视线与刻度平齐，液面最低处与刻度平齐；

4）测量电导率前，需要用即将被测量溶液冲洗电极，避免上次测量残留溶液的影响；

5）

2. 实验数据分析

1）KCl为强电解质，在水溶液中完全电离，其离子浓度与溶液浓度成正比，所以其导电率与溶液浓度成正比。

2）醋酸为弱电解质，在水溶液中不完全电离。随着溶液浓度的增加，虽然离子浓度增加，但其电离程度降低。所以随着溶液浓度增加，电导率的增加速度越来越慢。

3）同种溶液的电导率与其中电荷载流子（离子）的浓度成正比。

实验日期：2015.6.8

实验人：

同组成员：