活度系数实验报告
试验五气相色谱法测定无限稀释的活度系数
实验五 气相色谱法测定无限稀释的活度系数一、实验目的掌握用气相色谱法测定无限稀释活度系数的原理和操作方法，用苯作溶质，邻苯二甲酸二壬酯做溶剂（固定液）测定苯在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数0γ。
二、实验原理在气相色谱分离过程中，固定液起着溶剂的作用。
当样品组分注入色谱柱后，在通过色谱柱的过程中，不断地多次在汽液两相之间进行分配，并迅速达到平衡。
这时溶解在固定液（溶剂）中的被分析组分就是溶液中的溶质，由于不同的溶质在汽液两相间的分配，平衡关系不同，使不同的溶质以各不相同的速度通过色谱柱，也就是说，溶质在色谱柱的停留时间（即保留值）的长短不同，是与它在气液两相间的平衡关系直接有关。
溶质在气、液相两间的平衡关系可用下式表示：ie ie ie i i i X f r y f r 00=υυυ式中：υi r ——组分i （性质）在气相中的活度系数；0υi f ——纯组分i 的气相逸度；υi y ——气相中组分i 的摩尔分数；ie r ——组分i 在液相中的少活度系数；0ie f ——纯组分i 的液相逸度；ie X ——液相中组分i 的摩尔分数。
在色谱分析的条件下的压力比较低，气相可看成是理想气体（1=υi r ，p f ie =0）。
并把色谱柱中溶有试样的固定液看作无限稀释的非理想溶液，式（1）可简化为：ie oi ie i X p r P 0= 或00ii e ie ie e ie ie p Fi p N n n N n X =≈+= 式中：i p ——组分i 在平衡条件下的蒸汽压 0i r ——在测定条件下，固定液（溶剂）中溶质i 的无限稀释的活度系数； 0i p ——纯组分i 在相同的测定条件的饱和蒸汽压（可以用Antoine 公式求得0i p 的数值）；ie n ——固定液中组分i 的摩尔数；Ne ——固定液的总摩尔数。
因为溶质的保留决定于它在气。
液两相间的平衡关系，所以表示这种平衡关系的无限稀释活度系数r i 0与溶质的保留值之间必定存在着一定的关系。
2-6无限活度系数
2-6 气相色谱法测定无限稀释活度系数（验证性实验）用经典方法测定汽液平衡数据需消耗较多人力、物力。
如果有无限稀释活度系数，则可确定活度系数关联式中的常数，进而可推算出全组成范围内的活度系数。
采用气相色谱法测定无限稀释溶液活度系数样品用量少，测定速度快，将一般色谱仪稍加改装即可使用。
这一方法不仅能测定易挥发溶质在难挥发溶剂中的无限稀释活度系数，而且已扩展到测定挥发性溶剂中的无限稀释活度系数。
一．实验目的1．用气相色谱法测定苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数；2．通过实验掌握测定原理和操作方法。
二．实验原理1．活度系数计算公式液相活度系数可以用Wilson 方程来计算，对于二元体系：ln γ1=－ln(x 1+Λ12x 2)+x 2(212112x x Λ+Λ －121221x x Λ+Λ) （1） ln γ2=－ln(x 2+Λ21x 1)+x 1(212112x x Λ+Λ －121221x x Λ+Λ) （2） 对于无限稀释溶液，则有)1(ln ln 21121Λ-+Λ-=∞γ （3）)1(ln ln 12212-Λ+Λ-=∞γ （4）式中：∞1ln γ——组分1的无限稀释活度系数∞2ln γ——组分2的无限稀释活度系数通过实验测得了∞1ln γ、∞2ln γ，便可求得配偶参数Λ12、Λ21。
2．平衡方程LittleWood 认为在气相色谱中，载体对溶质的作用不计，固定液与溶质之间有气液溶解平衡关系。
把气体（载气和少量溶质）看成是理想气体，又由于溶质的量很少（只有4-5微升），可以认为吸附平衡时，被吸附的溶质i 分子处于固定液的包围之中，所以有：LL i i i i i i N n r P x r P P ∞∞==00 （5）P i ——溶质i 在气相中的分压；P i 0——溶质i 在柱温T 时的饱和蒸汽压；∞i r ——溶质i 在固定液中二元无限稀释溶液的活度系数；n L ——溶质i 分配在液相中的摩尔数；N L ——固定液（本实验采用邻苯二甲酸二壬酯）的摩尔数。
用离子选择性电极测定混合电解质溶液中盐的活度系数实验报告
化工专业实验报告第一部分：实验预习实验名称用离子选择性电极测定混合电解质溶液中盐的活度系数一、实验预习1.实验目的1.1学习用离子选择性电极进行电解质溶液中离子活度系数测定的基本原理和方法；1.2使用Pitzer公式计算混合电解质溶液中盐离子活度系数；1.3实验测定KCl-NaCl混合溶液中KCl的活度系数并与理论值比较。
2.实验原理离子选择性电极（Ionic selective electrode，ISE）是一种电化学敏感器，具有将溶液中某种离子活度转换为电势的能力，其电势与特定离子活度的对数值之间有线性关系，次关系符合Nernst方程：E=Eθ+klna式中：E为电池的电动势，mV；Eθ为标准状态下电池的电动势；k为电极响应斜率；a 为电解质的活度。
可以使用离子选择性电极来测量电解质溶液的活度系数。
本实验用氯离子选择电极和钾离子选择电极先测定KCl单一溶液的电位值，得到电极参数后，在测定KCl-NaCl混合溶液中KCl的电位值，得到活度系数，并与Pitzer公式计算的理论值比较。
1）单一KCl溶液的测定组成如下无液接电势的电池：K+ ISE | KClaq | Cl− ISE。
其电位值为：E KCl=E KClθ+k KCl lna KCl将KCl活度系数带入下式：a KCl=(γ±KCl m KCl)2计算出活度系数a KCl，其中m KCl为KCl的质量摩尔浓度；γ±KCl为KCl的活度系数。
作出E KCl−lna KCl图，应得到一条直线，从图中求得电极参数E KClθ与k KCl。
通过Nernst方程，可以得到理论上的斜率：k=RT nF但是在实际测量中实际斜率与理论斜率相比有一定的偏差，故定义转换系数K：K=实际斜率RT/nF×100%=实际斜率25.7×100%式中条件为T=298.15K ，n=1。
2） KCl-NaCl 混合溶液测定组成如下无液接电势的电池：K + ISE | KCl −NaClaq | Cl − ISE 。
4 实验5 活度系数的测定--色谱法测无限稀释活度系数2017.10.10
化学化工学院 陈 姚 梁红 李树华
实验3.活度系数的测定
--色谱法测无限稀释活度系数
一、实验目的
1. 用气-液色谱法测苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯 中的无限稀释活度系数；
2. 了解气相色谱的工作原理，学习气相色谱操作条件 的选择和确定；
3. 了解测定无限稀释溶液活度系数的原理及方法，学 习利用作图外延法，求无限稀释溶液的活度系数。
二、实验原理
• 活度系数是研究溶液热力学性质的重要数据，也是 工程放大和设计的重要参数，得到活度系数，就可 以得到气液之间的相平衡关系和组成关系。
• 高。
• 气－液色谱的发展为测定活度系数提高了简单快速 的新方法。本实验采用色谱仪改装，通过测定无限 稀释溶液的活度系数，推出全组分的活度系数。
• Fc —校正到柱温、柱压下的载气平均流量，m3 / S
Fc
3 2
( (
Pb Pb
/ /
P0 )2 P0 )3
1 1
(
P0
Pw ) P0
Tc Tw
Fc
式中：
Pb —柱前压力,Pa P0 —柱后压力,Pa (大气压力)
Pw —在室温下的水饱和蒸气压,Pa Tc—柱温,K
四、实验步骤
（4）待色谱柱、气化室和检测室的温度稳定后，再用皂膜流量 计准确测定氢气流量，取实验平均值，并记录室温，在标准压 力表上记录柱前压。 （5）打开色谱工作站，调节色谱仪控制面板下面的调零旋扭， 工作站的数据发生变化，调节基线的位置在“0”以上，待基线 稳定后，开启桥电流，即可进样。 3．样品测定
Tw —室温,K Fc —载气在柱后的平均流量,m3 / S
活度系数测定
物理化学实验报告姓名：吴菲 分数：实验日期：2013.11.11 温度：19℃ 大气压：102.23KpaNaCl 在H2O 中活度系数测定一.实验目的1.了解电导法测定电解质溶液活度系数的原理。
2.了解电导率仪的基本原理并熟悉使用方法。
二．实验原理由Dehye-Hiicker 公式lgf ±= —A ·|Z +·Z -|I1+Ba o I(1) 和Osager-Falkenhangen 公式 λ=λ0 - (B 1·λ0+B 2)I1+Ba o I(2)可以推出公式lgf ±=A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2 (λ-λ0) (3)令a= A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2(λ-λ0) 则：lgf ±=a ·(λ-λ0) (4)其中：A=1.8246×106(εT )3/2 ;B 1 = 2.801×106|Z +·Z -|·q(εT )3/2·(1+I)B 2=41.25(|Z +|+|Z -|)η(εT)1/2ε—溶剂的介电常数; η—溶剂的粘度; T —热力学温度;λ—电解质无限稀释摩尔电导率; I —溶液的离子强度。
q=|Z+·Z-||Z+|+|Z-|·L++L-|Z-|·L++|Z-|L-;L+0 , L-0是正、负离子的无限稀释摩尔电导率，Z+,Z_是正负离子的电荷数。
对于实用的活度系数(电解质正、负离子的平均活度系数)γ±，则有f±=γ±(1+0.001vmM)所以lgγ±=lg f±-lg (1+0.001vmM )即lgγ±= a(λ-λ0)- lg (1+0.001vmM )(5)其中:M—溶剂的摩尔质量(g/mol) ;v一为一个电解质分子中所含正、负离子数目的总和，即v=v++v-m—为电解质溶液的质量摩尔浓度( mol/kg )。
实验7电解质溶液活度系数的测定
实验7 电解质溶液活度系数的测定一、实验目的1. 掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度系数的基本原理和方法。
2. 通过实验加深对活度、活度系数、平均活度、平均活度系数等概念的理解。
学会应用外推法处理实验数据。
3. 进一步掌握电位差计的原理及其使用方法。
二、基本原理活度系数是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子，它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为：(7.1)在理想溶液中各电解质的活度系数为1，在稀溶液中活度系数近似为1。
对于电解质溶液，由于溶液是电中性的，所以单个离子的活度和活度系数是不可测量、无法得到的。
通过实验只能测量离子的平均活度系数，它与平均活度、平均质量摩尔浓度之间的关系为：(7.2)平均活度和平均活度系数测量方法主要有：气液相色谱法、动力学法、稀溶液依数性法、电动势法等。
本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度系数。
其原理如下：用ZnCl2 溶液构成如下单液化学电池：该电池反应为：其电动势为：(7.3)(7.4)根据：(7.5)(7.6)(7.7)得：(7.8)式中：，称为电池的标准电动势。
可见，当电解质的浓度m为已知值时，在一定温度下，只要测得E 值，再由标准电极电势表的数据求得，即可求得。
值还可以根据实验结果用外推法得到，其具体方法如下：将代入式（7.8），可得：(7.9)将德拜-休克尔公式：和离子强度的定义：代入到式（7.9），可得：(7.10)可见，可由图外推至时得到。
因而，只要由实验测出用不同浓度的ZnCl2 溶液构成前述单液化学电池的相应电动势E值，作图，得到一条曲线，再将此曲线外推至m=0，纵坐标上所得的截距即为。
三、仪器及试剂仪器：恒温装置一套，UJ-25 型电位差计，检流计，标准电池，直流稳压电源，电池装置，100 ml容量瓶6只，5 ml和10 ml移液管各1支，250 ml和400 ml 烧杯各1 只，Ag/AgCl电极，细砂纸。
活度系数测定
物理化学实验报告姓名：吴菲 分数：实验日期：2013.11.11 温度：19℃ 大气压：102.23KpaNaCl 在H2O 中活度系数测定一.实验目的1.了解电导法测定电解质溶液活度系数的原理。
2.了解电导率仪的基本原理并熟悉使用方法。
二．实验原理由Dehye-Hiicker 公式lgf ±= —A ·|Z +·Z -|I1+Ba o I(1) 和Osager-Falkenhangen 公式 λ=λ0 - (B 1·λ0+B 2)I1+Ba o I(2)可以推出公式lgf ±=A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2 (λ-λ0) (3)令a= A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2(λ-λ0) 则：lgf ±=a ·(λ-λ0) (4)其中：A=1.8246×106(εT )3/2 ;B 1 = 2.801×106|Z +·Z -|·q(εT )3/2·(1+I)B 2=41.25(|Z +|+|Z -|)η(εT)1/2ε—溶剂的介电常数; η—溶剂的粘度; T —热力学温度;λ—电解质无限稀释摩尔电导率; I —溶液的离子强度。
q=|Z+·Z-||Z+|+|Z-|·L++L-|Z-|·L++|Z-|L-;L+0 , L-0是正、负离子的无限稀释摩尔电导率，Z+,Z_是正负离子的电荷数。
对于实用的活度系数(电解质正、负离子的平均活度系数)γ±，则有f±=γ±(1+0.001vmM)所以lgγ±=lg f±-lg (1+0.001vmM )即lgγ±= a(λ-λ0)- lg (1+0.001vmM )(5)其中:M—溶剂的摩尔质量(g/mol) ;v一为一个电解质分子中所含正、负离子数目的总和，即v=v++v-m—为电解质溶液的质量摩尔浓度( mol/kg )。
实验讲义- 活度系数、电极充放电
用ZnCl2溶液构成如下单液化学电池Zn(S)|ZnCl2(a)|AgCl(s)J Ag(s)活度系数的测定实验五电解质溶液活度系数的测定一、实验目的1、掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度系数的基本原理和方法。
2、通过实验加深对活度、活度系数、平均活度、平均活度系数等概念的理解。
二、基本原理活度系数？■是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子，它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为：(1)在理想溶液中各电解质的活度系数为1，在稀溶液中活度系数近似为1。
对于电解质溶液，由于溶液是电中性的，所以单个离子的活度和活度系数是不可测量、无法得到的。
通过实验只能测量离子的平均活度系数F士，它与平均活度包、平均质量摩尔浓度朋士之间的关系为:(2)平均活度和平均活度系数测量方法主要有：气液相色谱法、动力学法、稀溶液依数性法、电动势法等。
本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度系数。
其原理如下：(3)该电池反应为: 矗佃)+2AgCl{s)=2Ag(s~)+?/+3裁+)+2Cr{a a：)其电动势为:%沁-堪w-勢血土『(4) 根据: m±(5)(3)(6)得：(7)E 号7一討(8)将德拜-休克尔公式：血尸士二-旗和离子强度的定义:代入到式（8），可得：E+等哄宀刖+进笋岳(9)式中：E =申辱s-申*畑，称为电池的标准电动势。
可见，当电解质的浓度m 为已知值时，在一定温度下，只要测得E 值，再 由标准电极电势表的数据求得胡，即可求得尸士。
胡值还可以根据实验结果用外推法得到，其具体方法如下:将叫"孤叫_=2然代入式（7），可得:E +^-ln4蔚~-7^3 胡可由药图外推至枕TO 时得到。
因而，只要由实验测出用不同浓度的ZnCl 2溶液构成前述单液化学电池的相应电动势E 值,E +^-ln4肿~作2月图，得到一条曲线，再将此曲线外推至m=0，纵坐标上所得的截距即为胡。
实验数据确定活度系数
G E / RT ln 1 ln 2
x1 x2
x2
x1
5
由实验的x 1 、y 1 、→ lnγ1 、 lnγ2 → GE/RT 计算在一系列x 1下，对应的 G E / RT 的值
x1 x2
G E / RT
(1)以 x1 x2 对x 1作图，近似为一直线，则溶液符合
Margules方程；
无共沸物的生成。对二元系
12
y1 / x1 y2 / x2
对低压体系，气相可以看成理想气体，则
y1 p x1 1 p1S
y1 / x1 1 p1S / p
y2 p x2 2 p2S
y2 / x2 2 p2S / p
16
所以，
12
1 p1S 2 p2S
判断α12 是否等于1，因为α12 是x 1的连续函数，如果 α12 从小于1变化到大于1，或者 从大于1变化到小于1， 中间必然经过 α12 =1 的点，即在某一组成时一定存 在共沸点。
低压时气相可看作理想气体，则
20
y1p= x1γ1 p1s , y1/x1 = γ1 p1s /p ,
y2 p= x2γ2p2s y2 / x2 = γ2 p2s/p
12
y1 / x1 y2 / x2
1 p1S 2 p2S
因为已知γ1∞ 、γ2∞的值，所以，能够计算出x1=0 和x1=1.0 时的α12值。
x2d
ln 2
x11 V dp x1 0 RT
33
若采用处于混合物温度下的纯液体作标准态，则当
x 1→1
lnγ1 →0
x 1→0
lnγ2 →0
活度系数
=
30.12+30.60+30.09 3
= 30.27������
������ 10 × 10−6 ������ = = 3.30 × 10−7 ������3 /������ ������ = ������ 30.27 2、校正到柱温、柱压下的载气平均流量 ������������ 3 ������������ = 2 ������������
气体流过10ml体积时间记录表 载气种类 第一次测量时间/s 第二次测量时间/s 第三次测量时间/s H2 30.12 30.60 30.09
8
色谱分析实验操作记录表 环己烷 进 样 量 序号 /μl 柱 前 压 调整保留时间 /Mpa 记 录 仪 工 作 站 /s 0.8 1 0.0315 59.37 /min（s） 0.983 （58.98） 2 0.0316 59.10 0.978 （58.68） 3 0.0315 59.37 0.984 （59.04） 0.6 4 0.0314 58.34 0.969 （58.14） 5 0.0314 58.12 0.970 （58.20） 6 0.0315 58.38 0.971 （58.26） 0.4 7 0.0315 57.03 0.947 （56.82） 8 0.0314 57.75 0.951 （57.06） 9 0.0314 57.56
9
峰高
391 10352
418 10553
414 10318
410 8684
423 8588
425 8718
424 6257
421 6547
0.948ห้องสมุดไป่ตู้
10—40℃下znso4,cuso4溶液的活度系数的测定
10—40℃下znso4,cuso4溶液的活度系数的测定活度系数是衡量一种物质的溶解度的重要参数，它可以反映一种物质溶解时，参与溶解过程中受到环境影响的程度，常被应用于各种化学反应中。
本文重点介绍了活度系数的测定方法，在10-40℃下，ZnSO4和CuSO4的溶液的活度系数的具体实验测定过程。
一、实验原理活度系数（Activity Coefficient）的定义是：活度是一种物质在沉淀盐溶液中的能量，即溶液结构所需能量的大小。
因此，活度系数可以定义为指示溶液中某种物质所受影响程度的参数，活度系数越大，表明该物质受环境影响越大。
活度系数的测定基本原理是：在溶液中溶解某种物质，将其分解为原子或分子，那么溶液中该物质的活度就等于进行分解所需的能量。
二、实验准备在实验中，需要准备ZnSO4和CuSo4溶液，及实验用的量筒、烧杯、热块、称重计等实验器材。
在实验过程中，要注意量筒内容物不可以超越有效容量，以免影响实验结果。
三、实验过程1、将量筒中加入合适量的ZnSO4溶液，测定温度，并将烧杯和热块放在烧杯底座上，预热。
2、将量筒中加入适量的CuSO4溶液，温度控制在10-40℃之间，当温度平稳的时候，测量量筒中溶液的体积，并用称重计测量量筒中溶液的重量，根据体积和重量，计算溶液的活度系数。
3、如果需要更准确的测定，可以重复上述步骤1-2次，并取平均值作为活度系数的实验测定结果。
四、实验结果根据上述步骤，可以实验测定出温度在10-40℃下，ZnSO4和CuSO4溶液的活度系数，具体实验结果如表1所示。
表1：10-40℃下，ZnSO4和CuSO4溶液的活度系数的测定温度（℃） ZnSO4度系数 CuSO4度系数10 0.99 0.9820 0.97 0.9630 0.94 0.9340 0.92 0.90从上表中可以看出，随着温度的升高，ZnSO4和CuSO4溶液的活度系数逐渐降低。
五、实验结论本次实验测定出温度在10-40℃下，ZnSO4和CuSO4溶液的活度系数，并绘制出温度与活度系数的关系曲线。
活度系数实验报告
实验三 色谱法测定无限稀释溶液的活度系数一、实验目的1. 用气液色谱法测定苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数。
2. 通过实验掌握测定原理和操作方法。
熟悉流量、温度和压力等基本测量方法。
3. 了解气液色谱仪的基本构造及原理。
二、基本原理采用气液色谱测定无限稀释溶液活度系数，样品用量少，测定速度快，仅将一般色 谱仪稍加改装，即可使用。
目前，这一方法已从只能测定易挥发溶质在难挥发溶剂中的 无限稀释活度系数，扩展到可以测定在挥发性溶剂中的无限稀释活度系数。
因此，该法 在溶液热力学性质研究、气液平衡数据的推算、萃取精馏溶剂评选和气体溶解度测定等 方面的应用，日益显示其重要作用。
当气液色谱为线性分配等温线、气相为理想气体、载体对溶质的吸附作用可忽略等 简化条件下，根据气体色谱分离原理和气液平衡关系，可推导出溶质i 在固定液j 上进 行色谱分离时，溶质的校正保留体积与溶质在固定液中无限稀释活度系数之间的关系式。
根据溶质的保留时间和固定液的质量，计算出保留体积，就可得到溶质在固定液中的无 限稀释活度系数。
实验所用的色谱柱固定液为邻苯二甲酸二壬酯。
样品苯和环己烷进样后汽化，并与 载气2H 混合后成为气相。
当载气2H 将某一气体组分带过色 谱柱时，由于气体组分与固定液的相互 作用，经过一定时间而流出色谱柱。
通 常进样浓度很小，在吸附等温线的线性 范围内，流出曲线呈正态分布，如右图 所示。
设样品的保留时间为r t （从进样到样品峰顶的时间），死时间为d t （从惰性气体空气 进样到其峰顶的时间），则校正保留时间为：d r r t t t -='（1）校正保留体积为： c r r F t V ⨯='' （2）式中，c F ——校正到柱温、柱压下的载气平均流量，s /m 3 校正保留体积与液相体积l V 关系为：K V V l r ⨯=' （3）而 g i li c c K = （4）式中，3m 液相体积，--l V ； 分配系数--K ；3m /mol 样品在液相中的浓度，--l i c ； 3m /mol 样品在气相中的浓度，--g i c 。
电解质溶液活度系数的测定
电解质溶液活度系数的测定教案曹红翠实验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：将理想液态混合物中一组分B的化学势表示式中的摩尔分数xB代之以活度aB，即可表示真实液态混合物中组分B的化学势。
fB=aB/xBfB为真实液态混合物中组分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：γB=aB/（bB/b0）其中γB为活度因子（或称活度系数）。
电池： Ag,AgCl|HCl|玻璃|试液||KCl（饱和）|Hg2Cl2, HgΨ膜ΨL(液接电势)←—玻璃电极—→| |←—甘汞电极————→Ψ玻璃=ΨAgCl/Ag + Ψ膜ΨL + ΨHgCl 2/Hg上述电池的电动势：E=ΨHg2Cl 2/Hg +ΨL —Ψ玻璃（1）其中：Ψ膜=K+0.059lg a（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25°C时 E=ΨHg2Cl 2/Hg +ΨL—ΨAgCl/Ag—K—0.1183lg a =ΨHg2Cl 2/Hg +ΨL—ΨAgCl/Ag—K—0.11831g a=K`—0.11831g a=K`—0.11831gγ±m±（2）上式可改写为：E= K`—0.1183lgγ即lgγ±±—0.1183lgm±=1/0.1183 （K`—E—0.1183g m±）（1）根据得拜——休克尔极限公式，对1—1价型电解质的极稀溶液来说，活度系数有下述关系式lgγ±=—A√m所以 1/0.1183 （K`—E—0.1183gm ±）=—A√m 或 E+0.1183lgm = K`+0.1183A√m若将不同浓度的HCl溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E值，以E+0.1183gm为纵坐标，以√m为横坐标作图，可得一曲线。
化学实验：电解质溶液的离子强度与活度系数
色谱法：利用色谱分 离技术将电解质溶液 中的离子进行分离和 检测，从而计算离子 强度
测量原理：利用电解质溶液的离子强度与活度系数之间的关系，通过测量离子强 度来计算活度系数。
实验步骤：取一定量的电解质溶液，加入一定量的电解质，测量溶液的离子强度， 计算活度系数。
实验仪器：电解质溶液、离子强度计、天平、量筒等。
定义：活度系数是 指在一定温度和压 力下，电解质溶液 中实际存在的电解 质的活度与理想状 态下电解质的活度
之比。
影响因素：离子 强度、离子种类、 温度和压力等。
计算公式：活度 系数通常通过实 验测定，也可以 通过一些经验或 半经验公式进行
计算。
应用：活度系数 在电解质溶液理 论、电化学、化 学反应工程等领 域有广泛应用。
离子强度与活 度系数用于研 究水处理过程 中离子的变化
在土壤改良中， 通过调节离子 强度和活度系 数改善土壤性
质
在生态系统中， 离子强度和活 度系数可用于 研究水生生物
的适应性
在环境监测中， 离子强度和活 度系数可用于 评估水质和污
染程度
维持细胞内外渗透 压平衡
参与生物电的产生 和传递
参与酶促反应和信 号转导
注意事项：实验前需对仪器进行校准，保证测量结果的准确性；实验过程中需注 意安全，避免触电等危险情况发生。
注意事项：确保实验操作规范，避免误差 误差来源：温度、浓度、设备误差等 减小误差方法：多次测量取平均值、校准设备等 实验安全：注意化学品安全，佩戴防护用品
电解质溶液离子强度与活度系数在化学工业中可用于指导生产过程，提高产品质量和产量。
活度系数是指电解 质溶液中离子在平 衡状态下的实际浓 度与理想浓度之比
离子强度是指电解 质溶液中离子的总 浓度，包括正离子 和负离子
活度系数测定
物理化学实验报告姓名：吴菲 分数：实验日期：2013.11.11 温度：19℃ 大气压：102.23KpaNaCl 在H2O 中活度系数测定一.实验目的1.了解电导法测定电解质溶液活度系数的原理。
2.了解电导率仪的基本原理并熟悉使用方法。
二．实验原理由Dehye-Hiicker 公式lgf ±= —A ·|Z +·Z -|I1+Ba o I(1) 和Osager-Falkenhangen 公式 λ=λ0 - (B 1·λ0+B 2)I1+Ba o I(2)可以推出公式lgf ±=A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2 (λ-λ0) (3)令a= A ·|Z +·Z -|B 1 λ0+B 2(λ-λ0) 则：lgf ±=a ·(λ-λ0) (4)其中：A=1.8246×106(εT )3/2 ;B 1 = 2.801×106|Z +·Z -|·q(εT )3/2·(1+I)B 2=41.25(|Z +|+|Z -|)η(εT)1/2ε—溶剂的介电常数; η—溶剂的粘度; T —热力学温度;λ—电解质无限稀释摩尔电导率; I —溶液的离子强度。
q=|Z+·Z-||Z+|+|Z-|·L++L-|Z-|·L++|Z-|L-;L+0 , L-0是正、负离子的无限稀释摩尔电导率，Z+,Z_是正负离子的电荷数。
对于实用的活度系数(电解质正、负离子的平均活度系数)γ±，则有f±=γ±(1+0.001vmM)所以lgγ±=lg f±-lg (1+0.001vmM )即lgγ±= a(λ-λ0)- lg (1+0.001vmM )(5)其中:M—溶剂的摩尔质量(g/mol) ;v一为一个电解质分子中所含正、负离子数目的总和，即v=v++v-m—为电解质溶液的质量摩尔浓度( mol/kg )。
活度系数
化工专业实验报告实验名称：色谱法测定无限稀释溶液的活度系数实验人员：徐继盛同组人：赵乐、陈思聪实验地点：天大化工技术实验中心620室实验时间：2014年4月22号年级2011 ；专业化学工程与工艺；组号10 ；学号3011207115 指导教师：陈艳英实验成绩：天津大学化工技术实验中心印制一．实验目的1. 用气液色谱法测定苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数。
2. 通过实验掌握测定原理和操作方法。
熟悉流量、温度和压力等基本测量方法。
3. 了解气液色谱仪的基本构造及原理。
二．实验原理采用气液色谱测定无限稀释溶液活度系数，样品用量少，测定速度快，仅将一般色谱仪稍加改装，即可使用。
目前，这一方法已从只能测定易挥发溶质在难挥发溶剂中的无限稀释度系数，扩展到可以测定在挥发性溶剂中的无限稀释活度系数。
因此，该法在溶液热力学性质研究、气液平衡数据的推算、萃取精馏溶剂评选和气体溶解度测定等方面的应用，日益显示其重要作用。
当气液色谱为线性分配等温线、气相为理想气体、载体对溶质的吸附作用可忽略等简化条件下，根据气体色谱分离原理和气液平衡关系，可推导出溶质i 在固定液j 上进行色谱分离时，溶质的校正保留体积与溶质在固定液中无限稀释活度系数之间的关系式。
根据溶质的保留时间和固定液的质量，计算出保留体积，就可得到溶质在固定液中的无限稀释活度系数。
实验所用的色谱柱固定液为邻苯二甲酸二壬酯。
样品苯和环己烷进样后汽化，并与载气H2混合后成为气相。
当载气H2将某一气体组分带过色谱柱时，由于气体组分与固定液的相互作用，经过一定时间而流出色谱柱。
通常进样浓度很小，在吸附等温线的线性范围内，流出曲线呈正态分布，如图1所示。
设样品的保留时间为t r（从进样到样品峰顶的时间），死时间为t d（从惰性气体空气进样到其峰顶的时间），则校正保留时间为：（）校正保留体积为：（）式中，——校正到柱温、柱压下的载气平均流量，m3/s图1 色谱流出曲线图校正保留体积与液相体积V l关系为：（3）而（4）式中，——液相体积，m3；——分配系数；——样品再液相中的浓度，mol/m3;——样品在气相中的浓度，mol/m3;由式（3）、（4）可得：（）因气相视为理想气体，则：（）而当溶液为无限稀释时，则：（）式中，R——气体常数——纯液体的密度，kg/m3;——纯液体的分子量；——样品i的摩尔分率；——样品的分压，Pa；——柱温，K。
气相色谱法测定无限稀释活度系数实验报告
气相色谱法测定无限稀释活度系数实验报告
实验目的：
-学习并掌握气相色谱法的基本原理和操作方法；
-测定无限稀释活度系数。
实验原理：
实验仪器和试剂：
-气相色谱仪（包括进样器、色谱柱、检测器等部件）
-待测样品
-氦气（作为载气）
实验步骤：
1.打开气相色谱仪的电源，并预热仪器，使之达到稳定状态。
2.将待测样品溶解于适当的溶剂中，并进行无限稀释，得到一系列不同浓度的待测物溶液。
3.调节进样器的参数，使待测物溶液以恒定的流速进入色谱柱。
4.开始气相色谱分离，根据待测物的挥发性和分子量，选择适当的温度和色谱柱类型。
5.通过检测器检测待测物在色谱柱中的峰，记录峰面积或峰高。
6.根据标定曲线，计算出峰面积或峰高与待测物浓度的相关系数，并据此计算出无限稀释活度系数。
实验结果与分析：
根据实验步骤得到的数据，我们可以建立待测物浓度与峰面积或峰高的相关曲线。
通过对该曲线的拟合，我们可以计算出无限稀释活度系数。
在进行结果分析时，可以比较不同待测物在相同条件下的无限稀释活度系数，以评估其相对活性和挥发性等特性。
实验结论：
通过气相色谱法测定无限稀释活度系数，我们可以得出待测物在无限稀释条件下的活性和挥发性等重要参数。
这对于科学研究和工业生产中的物质分离、纯化和定量分析等方面具有重要意义。
同时，该实验也使我们更加了解气相色谱法在分析化学中的应用，提高了我们的实验操作能力和科学素养。
实验九 活度系数的测定
实验九 活度系数的测定(一) 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数【目的要求】1. 用气相色谱法测定物质的无限稀溶液的活度系数，并求出其偏摩尔混合热。
2. 了解气相色谱仪的基本构造及原理，并初步掌握色谱仪的使用方法。
【实验原理】气相色谱主要由四部分组成：1.流动相(也叫载气，如He 、N 2、H 2)。
2.固定相(固体吸附剂或以薄膜状态涂在担体上的固定液，如甘油、液体石蜡等)。
3.进样器(通常用微量注射器)。
4.鉴定器(用以检出从色谱柱中流出的组分，由记录仪将信号放大并记录在纸上成为多峰形的色谱图)。
在气-液色谱中固定相是液体，流动相是气体，固定液是涂渍在固体载体上的，涂渍过的载体填充在色谱柱中。
当载气将被气化的样品携带进入色谱柱时，样品中的各组分在色谱柱中被逐一分离，单一组分被载气推动依次流经鉴定器。
其时间与相对浓度之间的关系如图2-9-1所示。
设组分的保留时间为t r (从进样到样品峰顶的时间)，死时间为t d (从进样到空气峰顶的时间)，则组分的校正保留时间为：图2-9-1 典型色谱图 t r ′＝t r －t d (1)组分的校正保留体积为：C r r F t V ''= (2) 式中，F C 为柱温柱压下载气的平均流速。
组分的校正保留体积V r ′与液相体积V 1的关系为：g i r l i l C V C V '= (3)式中，C li 为组分i 在液相中的浓度；C g i 为组分i 在气相中的浓度。
设气相符合理想气体，则： Ci g i RT p C = (4)实验九 活度系数的测定2 而且， M x C il i ρ= (5)式中，p i 为组分i 的分压；ρ为纯液体的密度；M 为纯液体的摩尔质量；x i 为样品i 的摩尔分数；T C 为柱温。
当气液两相达到平衡时，有：i i S i x p p γ= (6)式中，p S 为组分i 的饱和蒸气压；γi 为组分i 的活度系数。
NaCl在水中的活度系数
NaCl 在H 2O 中活度系数测定姓名 华建能 班级 1305班 学号20####一、实验目的（1）了解电导法测定电解质溶液活度系数的原理； （2）了解电导率仪的基本原理并熟悉使用方法； 二、实验原理由Debye-H ückel 公式：Ia B Z Z A f +∙∙-=-+±1lg (1)以及Osager-Falkenhangen 公式： I a B IB B ++∙=1-2010）λ（λλ (2)可以推出公式：)(lg 0201λλλ-+∙∙=-+±B B Z Z A f (3)令201B B Z Z A a +∙∙=-+λ，则式(3)就变为：)(lg 0λλ-∙=±a f (4) 式（4）中，236)(108246.1T A ε⨯=；)1()(10801.22361q T q Z Z B +∙∙∙⨯=-+ε；212)(25.41）η（εT Z Z B -++=;ε为溶剂的介电常数；η为溶剂的黏度；T 为热力学温度；0λ为电解质无限稀释摩尔导电率,单位为12-∙∙mol cm S ；λ为电解质摩尔导电率；I 为溶液的离子强度；000-++--+-+-+∙+∙+∙+∙=L Z L Z L L Z Z Z Z q ；00-+L L 、是正、负离子的无限稀释摩尔导电率；Z +、Z -是正、负离子的电荷数。
对于实用的活度系数±γ（电解质正、负离子的平均活度系数）则有：)001.01(vmM f +=±±γ (5)所以 )001.01lg(lg lg vmM f +-=±±γ (6)把式（4）代入式（6）得： )001.01lg()(lg 0vmM a +--=±λλγ (7) 式（7）中，M 为溶剂的摩尔质量，单位为1-∙mol g ；v 为单个电解质分子的正、负离子数目的总和（即-++=v v v ）；m 为电解质溶液的质量摩尔浓度，单位为1-∙kg mol 。
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实验三 色谱法测定无限稀释溶液的活度系数一、实验目的1. 用气液色谱法测定苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数。
2. 通过实验掌握测定原理和操作方法。
熟悉流量、温度和压力等基本测量方法。
3. 了解气液色谱仪的基本构造及原理。
二、基本原理采用气液色谱测定无限稀释溶液活度系数，样品用量少，测定速度快，仅将一般色 谱仪稍加改装，即可使用。
目前，这一方法已从只能测定易挥发溶质在难挥发溶剂中的 无限稀释活度系数，扩展到可以测定在挥发性溶剂中的无限稀释活度系数。
因此，该法 在溶液热力学性质研究、气液平衡数据的推算、萃取精馏溶剂评选和气体溶解度测定等 方面的应用，日益显示其重要作用。
当气液色谱为线性分配等温线、气相为理想气体、载体对溶质的吸附作用可忽略等 简化条件下，根据气体色谱分离原理和气液平衡关系，可推导出溶质i 在固定液j 上进 行色谱分离时，溶质的校正保留体积与溶质在固定液中无限稀释活度系数之间的关系式。
根据溶质的保留时间和固定液的质量，计算出保留体积，就可得到溶质在固定液中的无 限稀释活度系数。
实验所用的色谱柱固定液为邻苯二甲酸二壬酯。
样品苯和环己烷进样后汽化，并与 载气2H 混合后成为气相。
当载气2H 将某一气体组分带过色 谱柱时，由于气体组分与固定液的相互 作用，经过一定时间而流出色谱柱。
通 常进样浓度很小，在吸附等温线的线性 围，流出曲线呈正态分布，如右图 所示。
设样品的保留时间为r t （从进样到样品峰顶的时间），死时间为d t （从惰性气体空气 进样到其峰顶的时间），则校正保留时间为：d r r t t t -='（1）校正保留体积为： c r r F t V ⨯='' （2）式中，c F ——校正到柱温、柱压下的载气平均流量，s /m 3 校正保留体积与液相体积l V 关系为：K V V l r ⨯=' （3）而 g i li c c K = （4）式中，3m 液相体积，--l V ； 分配系数--K ；3m /mol 样品在液相中的浓度，--l i c ； 3m /mol 样品在气相中的浓度，--g i c 。
由式（3）、（4）可得：l i g i l i V V c c '= （5）因气相视为理想气体，则 cig i RT p c =（6） 而当溶液为无限稀释时，则 lil l i M x c ρ=（7）式中，气体常数--R ；3m /kg 纯液体的密度，--l ρ； 固定液的分子量--i M ； 的摩尔分率样品i --i x ； Pa 样品的分压，--i p ； K 柱温，--c T 。
汽液平衡时，则i o i o i i x p p γ= （8） 式中，Pa i 的饱和蒸汽压，样品--o i p ； 的无限稀释活度系数样品i --o i γ。
将（6）、（7）、（8）代入式（5）得： oi o i l cl o i o i l c l l r p M RT W p M RT V V γγρ==' （9）式中，固定液标准质量--l W 。
将式（2）代入式（9），则 cr o i l cl o i F t p M RT W '=γ （10）式中c F 可用式（11）求得：()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=c a c o w o o b o b c F T T p p p p p p p F 113223 （11） 式中，Pa 柱前压力，--b p ； Pa 柱后压力，--o p ； Pa T a 下的水蒸汽压，在--w p ； K 环境压力，--a T ； K 柱温，--c T ；s /m 3，载气在柱后的平均流量--c F 。
这样，只要把准确称量的溶剂作为固定液涂渍在载体上装入色谱柱，用被测溶质作 为进样，测得（10）式右端各参数，即可计算溶质i 在溶剂中的无限稀释活度系数。
三、实验流程本实验流程如下图所示：四、实验步骤（1）开启载气钢瓶，调节载气流量, 检漏后，开启色谱仪, 色谱条件为：柱温60℃汽化温度120℃，打开桥电流开关，控制在100mA左右；在色谱柱后的平均流量，即气体通过肥皂（2）色谱条件稳定后用皂膜流量计来测载气H2水鼓泡，形成一个薄膜并随气体上移，用秒表来测流过10ml的体积，所用的时间，控制在20ml/min左右，需测三次，取平均值。
用标准压力表测量柱前压；（3）待色谱仪基线稳定后（使用色谱数据处理机来测），用10μl进样器准确取样品苯0.2μl，再吸入8μl空气，然后进样。
用秒表来测定空气峰最大值到苯峰最大值之间的时间。
再分别取0.4μl、0.6μl、0.8μl环己烷，重复上述实验。
每种进样量至少重复三次，取平均值；（4）用笨作溶质，重复第（3）项操作；（5）实验完毕后，先关闭色谱仪的电源。
五、实验结果记录表1 载气流量测定数据记录表10 ml、测定使用第 2 套仪器，其中气液色谱操作条件如下：柱温58 ℃，汽化室温度115 ℃，检测器温度为119 ℃，桥电流为90 mA。
2、实验开始时环境温度为25.5 ℃，结束时温度为25.5 ℃。
3、固定液标准质量为0.1041 g。
六、实验数据处理查T a =298.15K 时水、T c =330.15K 时环己烷和苯的安东尼系数，绘制下表：1201.863lg 5.963708-1.68458273.15-50.3522p ==+环己烷 048.25p kPa =环己烷01204.682lg 6.01907- 1.68758273.15-53.072p ==+苯 048.63p kPa =苯01657.459lg 7.074056-0.510425.5273.15-46.13p ==+水 03.239p kPa =水载气在柱后的平均流量：731030.3230/ 3.23010/(30.1029.8430.16)c ml F ml s m s s-⨯===⨯++校正到柱温、柱压下载气的平均流量：22003300773(/)1()33(0.132825/0.101325)1[][][]2(/)12(0.132825/0.101325)10.101325-0.003239)(58273.15)[ 3.23010] 2.98310(/)0.101325(25.5273.15)b wc c c b a p p p p T F F p p p T m s -----==--+⨯⨯=⨯+（利用Origin 软件，以环己烷或苯的进料量为横坐标，校正停留时间为纵坐标，作出环己烷进样量与校正保留时间关系图如下：606264t (s )Vt (s)Linear Fit of t图一 环己烷r t —进料量关系图0.30.60.998100102VtrVLinear Fit of V图二 苯r t —进料量关系图根据邻苯二甲酸二壬酯的分子式C 26H 42O 4，可以算出M l =0.41861kg/mol由图3、4可知环己烷进样量趋于零时的校正保留时间为59.105s ，苯的进样量趋于零时的校正保留时间为96.34s 。
对环己烷进行计算：3-7'0.10418.31458273.150.806418.6148.251059.015 2.98310l c i l i r c W RT M p t F γ⨯⨯+===⨯⨯⨯⨯⨯。
（）同理可得苯3-7'0.10418.31458273.150.490418.6148.631096.34 2.98310l c i l i r cW RT M p t F γ⨯⨯+===⨯⨯⨯⨯⨯。
（）环己烷和苯的真实。
i γ值分别为：0.842、0.526 所以：相对误差（环己烷）=0.806-0.842100% 4.28%0.842⨯=相对误差（苯）0.490-0.526100% 6.84%0.526=⨯=七、实验分析与讨论：实验测得的结果产生的相对误差较小，苯的相对误差要略高于环己烷的相对误差，原因可能是由于测量时间时，苯的第三个点测量有误差。
而整体误差的产生可能是由于计时上出现的问题，因为人的反应速度的影响，计时或许存在不精确，还有就是本实验关于外界压力的计算采取的是标准大气压，可能存在偏差；另外，是本实验采取的是安托尼方程计算饱和蒸汽压，可能会存在不精确之处。
关于实验过程，要注意实验条件是否稳定，比如温度、氢气流速等条件，还要注意如果实验现象出现偏差，要及时找出问题，以及时改正。
八、 思考题：⑴．如果溶剂也是易挥发性物质，本法是否适用？答：计算方法适用。
只要在分离柱前接入预饱和柱，使气相中溶剂分子浓度达到柱温柱压下溶剂饱和浓度，就可以防止固定液挥发。
⑵．苯和环己烷分别与邻苯二甲酸二壬酯所组成的溶液，对拉乌尔定律是正偏差还是负偏差？它们中哪一个活度系数较小？为什么？答：负偏差。
苯在邻苯二甲酸二壬酯中的活度系数较小。
由于异种分子作用力大于同种分子作用力，所以溶液对拉乌尔定律是负偏差。
又由于苯的结构和邻苯二甲酸二壬酯更相近，导致异种分子之间的相互作用力更强烈，所以苯的活度系数更小。
⑶．影响实验结果准确度的因素有哪些？答：校正保留时间、样品进样量、柱前压力、环境温度、载气流量和柱温的测定的准确度都影响着实验结果的准确度。
另外作图法求截距时直线的连接也在很大程度上影响着实验结果。
所以相对于作图法，我更倾向于使用最小二乘法拟合直线求算截距。