交流电桥法测定电解质溶液的电导

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溶液电导的测定及其应用(1)

溶液电导的测定及其应用一、实验目的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。

二、预习要求掌握溶液电导测定中各量之间的关系，学习电导率仪、恒温槽的使用方法。

三、实验原理1.弱电解质电离常数的测定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来测定，图1是用来测定溶液电导的电导池。

图1 电导池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，为电导池常数，以K cell表示;κ为电导率。

其物理意义:在两平行而相距1m，面积均为1m2的两电极间，电解质溶液的电导称为该溶液的电导率，其单位以SI制表示为S·m-1(c·g·s制表示为S·cm-1)。

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先求出电导池常数K cell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据(2)式求出其电导率。

但是电解质溶液电导率不仅与溶液性质有关，还与其浓度有关，它不能确切的反映溶液的导电性，所以为确切的反映溶液的导电能力，又引入了摩尔电导率。

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，其单位以SI单位制表示为S·m2·mol-1(以c·g·s 单位制表示为S·cm2·mol-1)。

摩尔电导率与电导率的关系:(3)式中，C为该溶液的浓度，其单位以SI单位制表示为mol·m-3，Λm单位为S · m2·mol-1。

对于弱电解质溶液来说，可以认为:(4)是溶液在无限稀释时的摩尔电导率。

交流电桥法测定电解质溶液的电导

【数据记录和处理】1.由0.02000mol/ L KCl 的电导率及测出的电阻，求出电导池常数，将原始数据及处理结果填入表1-9-1中。

0.02000mol/ L KCl 溶液25℃ 时的电导率κ为0.002765 S ∙cm −1，30℃ 时为0.003036 S ∙cm −1。

表1-9-1 实验的原始数据及处理结果2.计算各溶液的电导率，由此求出不同浓度溶液的摩尔电导率。

表1-9-2 不同浓度溶液的摩尔电导率3.分别将KCl 溶液和HAc 溶液的摩尔电导率Λm 对√c 作图。

将KCl 的Λm 对√c 作图外推至√c 为0，求出KCl 的Λm ∞。

KCl 溶液的摩尔电导率Λm -√c 图c /(m o l /L )1/2m /S m 2mol-1HAc 溶液的摩尔电导率Λm -√c 图c /(m o l /L )1/2m /S m 2mol-14.求出KCl 溶液的摩尔电导率与浓度的关系式Λm =Λm ∞−β√c 由图得，Λm ∞=0.01439 β=0.01295故得出摩尔电导率与浓度的关系式为Λm =0.01439−0.01295√c5.根据所测数据计算HAc 溶液在所测浓度下的电离度和电离常数，并求电离常数的平均值。

表1-9-3 HAc 溶液在所测浓度下的电离度、电离常数以及电离常数的平均值已知：λm ∞(H +)=[349.82+0.0139(t −25)]×10−4S ∙m 2∙mol −1λm ∞(Ac +)=[40.9+0.02(t −25)]×10−4S ∙m 2∙mol −1算出λm ∞(HAc )=(349.82+40.9)×10−4−0.0147=0.024372 S ∙m 2∙mol −1。

电解质溶液的电导率与电流强度的关系

电导率是衡量电解质溶液导电能力的物理量
欧姆定律适用于电解质溶液的导电过程
公式： I = K * S *A 意义：电流强度I与电导率K、截面积A成正比，与距离S成反比影响因素：电解质溶液的种类、浓度、温度等应用：用于测量电解质溶液的电导率，研究其物理化学性质
浓度越高，电导率越大，电流强度也越大
核能发电：在核能发电中，电导率与电流强度的关系可用于控制反应堆的核反应，确保核能的安全和稳定利用。
电导率与电流强度关系可用于监测水体污染情况，评估水质。
通过电导率与电流强度的变化，可实时监测工业废水处理效果，优化处理工艺。
在土壤污染治理中，电导率与电流强度的关系可用于指导土壤电解修复技术，提高修复效率。
生物医学领域：通过研究生物体内电解质溶液的电导率与电流强度的关系，深入了解生物电现象，为生物医学研究提供新的思路和方法。
汇报人：XX
交流电桥法：利用交流电桥测量电解质溶液的阻抗，通过计算得到电导率
恒流电源法：通过恒流电源向电解质溶液施加恒定电流，测量相应的电压降，计算得到电导率
电导率仪直接测量法：利用专用的电导率仪直接测量电解质溶液的电导率，操作简便，精度高
PART THREE
电流强度与电导率成正比
电压一定时，电导率越大，电流强度越大
随着浓度的降低，电导率减小，电流强度也减小
当浓度达到一定值时，电导率与电流强度呈线性关系
不同电解质溶液的电导率和电流强度关系存在差异
PART FOUR
电解质种类：不同电解质具有不同的电导率，对电流强度的影响也不同
电解质浓度：浓度越高，电导率越大，电流强度也越大
应用场景：在电解、电镀、电导率传感器等领域具有重要应用

交流电桥法测定电解质溶液的电导

弱电解质的电离度与摩尔电导的关系为：
Λm α= ∞ Λm
电离平衡常数与摩尔电导的关系随电解质类型不同而异，对1-1型电解质如HAc的电离平衡为： HAc= H++ Ac– 电离平衡常数为：
AC k c = 1 − a = Am ( A − Am ) ∞
α c
2
2 m ∞ m
• 四臂交流电桥线路原理如图１，交流电桥的测量原理与直流电桥相仿，当电桥平衡时各臂的阻抗之间有一定的关系：
实验步骤
1 水浴恒温２５oC(为什么？), 按照图2连接线路，将R1和R2
调节为等值，调节音频信号发生器的输出为１０００赫。 2 将 0.1000mol/L HAc 溶液分别稀释为 0.0500mol/L 、 0.0250mol/L、0.0125mol/L和0.00625mol/L. 3. 将电导池中盛的液体倒出，用０.1000mol/L 的 KCl溶液洗涤三次，然后盛入该溶液并使液面略高出电极，将电导池浸入恒温槽中，并使电导池液面在恒温水下，恒温10～ 15 min，将电导池的引线接入电桥。
2.结合本实验结果，分析当HAc浓度变稀时，Rx 、к、∧m、α、Kc等怎样随浓度变化？你的实验结果与理论是否相符合？为什么？
三次测量结果的相对标准偏差S=0.52%
注意事项
为了得到精确的结果，必须用电导水；测定前，必须将电导电极及电导池洗涤干净，以免影响测定结果。实验中温度要恒定，测量必须在同一温度下进行，恒温槽的温度要控制在25.0 ℃±0.1 ℃。
思考题
1.测定溶液的电导为什么要用交流电桥？能否用直流电桥？
1 A = k G = k L K Cell
摩尔电导的定义：在相距1m的两平行电极间，放入1 mol 的电解质溶液所呈现的电导，称为摩尔电导Λm。摩尔电导Λm与电导率k的关系为：

二级反应—乙酸乙酯皂化反应动力学

二级反应—乙酸乙酯皂化反应动力学一、实验目的1、测定乙酸乙酯皂化反应过程中的电导率变化，计算其反应速率系数。

2、掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理乙酸乙酯皂化反应的反应方程式为：CH3COOC2H5+NaOH ? CH3COONa+C2H5OH它的反应速率可用单位时间内CH3COONa浓度的变化来表示：dx?k(a?x)(b?x) (1) dt式中a、b分别表示反应物酯和碱的初始浓度，x表示经过t时间后CH3COONa的浓度，k2即kCH3COONa，表示相应的反应速率系数。

若反应物初始浓度相同，均为c0即a=b= c0，则式（1）变为：dx?k(c0?x)2 (2) dt将上式积分得到：x?kt，起始浓度c0为已知，因此只要由实验测得不同时间c0(c0?x)t时的x值，以x/(c0-x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出k值。

当t = 0时，x = 0；t=t时，x=x。

积分上式得：?x0tdx??kdt (c0?x)01x (3) k??tc0(c0?x)式中c为t时刻的反应物浓度，即c0-x。

为了得到在不同时间的反应物浓度c, 本实验中用电导率仪测定溶液电导率?的变化来－表示。

这是因为随着皂化反应的进行，溶液中导电能力强的OH离子逐渐被导电能力弱的－CH3COO离子所取代，所以溶液的电导率逐渐减小（溶液中CH3COOC2H5与C2H5OH的导电能力都很小，故可忽略不计）。

显然溶液的电导率变化是与反应物浓度变化相对应的。

在电解质的稀溶液中，电导率?与浓度c有如下的正比关系：?=K?c (4)式中比例常数K与电解质性质及温度有关。

当t=0时，电导率?0的浓度对应于反应物NaOH的浓度c0, 因此：?o=KNaOH?c0 (5)当t=t时，电导率?t应该是浓度为c的NaOH及浓度为（c0- c ）的CH3COONa的电导率之和：?t= KNaOH?c + KCH3COONa（c0- c）(6)当t=?时，OH离子完全被CH3COO离子代替，因此电导率??应与产物的浓度c0相对应：??= KCH3COONa?c0 (7)(5) –(6)得(6)-(7)得－－?0??t?(KNaOH?KCHCOOH)(c0?c)?(KNaOH?KCHCOOH)x(8) 3333?t????(KNaOH?KCHCOOH)c?(KNaOH?KCHCOOH)(c0?x) (9)(?0??t)?kat (10) (?t???)将(8)、(9)式代入(3)式，可以得到或?t?1?0??t??? (11) kat据此,以(?0??t)???对t作图，或?t对0作图,可以得到一条直线。

交流电桥法测溶液电导率

用交流电桥法测定测Nacl溶液电导率[实验目的]测不同浓度下的Nacl溶液电导率[实验原理]电解质溶液正像金属导体一样遵循欧姆定律。

因此，通过给定的溶液本体的电流i与电位差E成正比，E/i=R，式中R是溶液本体的电阻。

电导L被定义为电阻的倒数。

L=1/R (1)其单位为oh m/s。

横截面积均匀物体的电导与截面积A成正比，与长度L成反比。

L=（χA）/l或χ=1/R l/A=k/R （2）式中χ是电导率,单位为oh/m/cm。

电导率是电阻率的倒数。

在任意形状和大小的电导池中要测定溶液的电导率，首先要用该电导池测量一已知电导率溶液的电阻确定其电导池常数k(l/A的“有效”值)。

0.02000N KCl可用来作这种校准的标准液，它在25℃下的χ等于0.002768oh/m/cm 。

一旦求出了电导池常数，即可用式χ=k/R从实验测出的电阻计算电阻率。

[实验仪器及仪器介绍]UJ31型电位差计（1台）信号发生器(1台，供给高频交流电)精密插塞式电阻箱或十进电阻箱(1个)十进微调电容器(1个)25℃恒温槽(1套)示波器（一台，检流）恒温槽中安装电导池的支架导线，100mL容量瓶，25mL移液管100ml或250ml烧瓶2个，125ml锥形瓶2个，储存电导水的500ml玻璃塞烧瓶。

电导水，0.02000mol·dm-3标准KCl溶液（若没有则自己配制，具体看实验步骤）充以电导水并盖上清洁的橡皮淀帚的电导池[实验线路]装满离子溶液的电导池电阻，可用高频交流的惠斯通电桥加以精确测量，这种方法的电源用信号发生器，而检测器用示波器。

（后附交流惠斯通电桥示意图和平衡条件的讨论）。

为了清晰的观测到明确的平衡点，需要θ1=θ2和θ3=θ4(θi是在第i臂电桥的相漂移)。

桥臂R3和R4是学生型电位差计滑线电阻的两部分，接到该滑线电阻有两套引线—L和H或L'和H'—他们给出的R3/R4分别等于A/(1000-A)或（4500+A）/（5500-A）。

电桥法测定弱电解质的电离常数

电桥法测定弱电解质的电离常数
实验目的
1.掌握电桥法测量电导的原理，初步掌握数字电桥的使用方法。
2.测定电解质溶液的电导并计算弱电解质的电离常数。
实验重点
通过用交流电桥测定氯化钾和醋酸溶液的电导，使学生掌握测量电导的原理和方法。
实验原理
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a有以下关系
2．关于电导电极的选择问题：一般当交流电的频率为1000～4000Hz时，溶液电阻的范围应在100Ω～5×105Ω之间。为此应正确选用不同数量级的电导池以满足测量要求。
课后作业】
1. 电导池常数（l/A）是否可用卡尺来测量？若实际过程中电导池常数发生改变，它对平衡常数有何影响？
2. 测定溶液电导，一般不用直流电，而用交流电，为什么？
3. 为了防止电极极化，交流电源频率常选在 1000Hz左右，为什么频率不选择更高一些？
Kc
c c0
a2
1 a
a m
m
Kc m m)
它们之间关系：
Gk A l
k Am c kA l GKcelG l
实验原理：
交流电桥法测量原理图
实验注意问题
1．使用一定频率的交流电源的有关问题：使用交流电源，电源的电压一般不超过10V，频率一般为1000～4000Hz 。

电桥法测定弱电解质的电离常数

电桥法测定弱电解质的电离常数【教学目的】1. 掌握电桥法测量电导的原理和方法，初步掌握示波器的使用。

2. 测定电解质溶液的电导并计算弱电解质的电离常数。

【教学重点】通过用交流电桥测定氯化钾和醋酸溶液的电导，使学生掌握测量电导的原理和方法【教学内容】一、实验原理醋酸在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数K c 与浓度c 和电离度a 有以下关系aa c c K c -=12（1）在一定温度下K c 是一个常数，因此可以通过测定醋酸在不同浓度下的电离度，代入（1）式计算得到K c 值。

醋酸溶液的电离度可用电导法来测定，图14－2是用来测定溶液电导的电导池。

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 成正比。

lAkG =（2）k 称为电导率或比电导，即l 为1m ，A 为1m 2时溶液的电导，因此电导率这个量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：含有一摩尔电解质的溶液，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。

ckA m =（3）（3）式中c 为溶液中物质的量浓度，单位为mol ·m -3。

根据电离学说，弱电解质的电离度a 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a →1，在一定温度下溶液的摩尔电导率与离子的真实浓度成正比，因而也与电离度a 成正比，所以弱电解质的电离度a 应等于溶液在量浓度c 时的摩尔电导率∧m 和溶液在无限稀释时摩尔电导率∞∧m 之比，即：∞∧∧=mma （4）将（4）式代入（1）式得：)(2m m m m c c c K ∧-∧∧∧=∞∞（5）K c 值即可通过（5）式由实验测得。

物理化学复习

• 3.研究电解质溶液离子平均活度系数的意研究电解质溶液离子平均活度系数的意义和重要性何在? 义和重要性何在非电解质溶液的活度系数能用该公式计算吗？数能用该公式计算吗？ • 答：因在溶液中阴、阳离子是相伴存在，因在溶液中阴、阳离子是相伴存在，不能单独测出单种离子的化学势、不能单独测出单种离子的化学势、活度和活度系数，有了平均活度系数的概念，和活度系数，有了平均活度系数的概念，便可计算整个强电解质的化学势与活度。便可计算整个强电解质的化学势与活度。若将γ 用于非电解质，若将 ±ν=γ+ν++γ-ν- 用于非电解质，则ν＋， ν- 均为零，则γ±=1。故非电解质活度系均为零，。数不能用该式求出，数不能用该式求出，但可用依数性方法算出。算出。
• 4.恒温下，电解质溶液的浓度增大 4.恒温下恒温下，其电导率增大，时，其电导率增大，摩尔电导率减小。（ × ） 5.某电解质处于离子强度相同的不同 5.某电解质处于离子强度相同的不同溶液中，溶液中，该电解质在各溶液中的浓度不一样，度不一样，但是离子的平均活度系数相同。（数相同。（ √ ）
问答题
• 2.为什么用交流电桥测定溶液的电导? 2.为什么用交流电桥测定溶液的电导为什么用交流电桥测定溶液的电导? 为什么用1000Hz( c/s，周每秒) 1000Hz(即为什么用1000Hz(即c/s，周每秒)频率测定溶液的电导? 定溶液的电导? 为什么在未知电阻的线路上并联一电容? 路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么? 是什么? • 答：用交流电流测溶液的电导，可以避免用交流电流测溶液的电导，电解作用而改变电极本性，电解作用而改变电极本性，并且可以消除电极的极化作用。电极的极化作用。 • 1000Hz的交流频率可防止电极上的用1000Hz的交流频率可防止电极上的极化作用，并可用耳机检零。极化作用，并可用耳机检零。并联电容是为了消除电导池的电容的影响。为了消除电导池的电容的影响。测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下，的关键是在各接触点均接触的条件下，电桥平衡，正确检零。桥平衡，正确检零。

交流频率对交流电桥法测定电解质溶液电导率的影响

+
lo,
/(
- 1
! cm ! m ol
2
- 1
) 阴离子 Cl
-
lo,
-
/(
- 1
! cm ! m ol
2
- 1
)
着频率增大, 各溶液均出现一个不完整的半圆后与实数轴相交, 交点附近数据点频率分别为: 26 k Hz ( HA c)、 32 . 1 k H z ( N aAc) 、 31. 2 k H z ( HC l )、 32 . 1 kH z ( N aC l) 和 36 . 8 kH z ( KC l) , 平均值约为 30 k Hz 。频率进一步增大, 因电感关系虚数部分成为正值。
2 实验方法
复阻抗谱测定: 配制 0 . 05 m ol /L 的 H C , l N aC ,l HA c和 N aAc 电解质溶液, 采用市售电导电极为电导池 , 超级恒温槽水浴恒温 25 。复阻抗
图 2 各电解质溶液的典型复阻抗特性表 1 25
阳离子 H K
+ + +
时无限稀释水溶液中各离子的极限当量电导 [ 3]
ISSN 1002 - 4956 CN 11- 2034 /T
实
验
技
术
与
管
理
Experi m ental T echnology and M anagem ent
第 23卷第 12 期 2006年 12 月 V o. l 23 N o . 12 D ec . 2006
交流频率对交流电桥法测定电解质溶液电导率的影响
[1 , 2]
。但是, 电解质溶液电导率测定的经典方
法交流电桥法的影响因素较多, 学生在实验结果的讨论中常有一定偏颇。为此, 我们较为系统地探讨和分析了交流电桥法的可能误差来源和主要影响因素。本文简要报道了交流频率对实验结果的可能影响。 R2 Rx = , R1 R3 式中 , R x 为待测电解质溶液电阻。由电导 ( 1) 与电

电导的测定及其应用—弱电解质的电离常数测量

电导的测定及其应用—弱电解质的电离常数测量一、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平衡常数K。

二、实验原理1.电解质溶液的导电能力通常用电导G表示，其单位是西门子，用符号S 表示。

如将电解质溶液中放入两平行电极之间，电极间距离为l,电极面积为A，则电导可以表示为：k：电解质溶液的电导率，单位为S·m-1，l/A：电导池常数，单位为m-1，电导率的值与温度、浓度、溶液组成及电解质的种类有关。

在研究电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率Λm来表示，其单位为S·m2·mol-1。

Λm与电导率k和溶液浓度c的关系如下所示：2.摩尔电导率Λm随着浓度的降低而增加。

对强电解质而言，其变化规律可以用科尔劳斯（Kohlraus c h）经验式表示：为无限稀释摩尔电导率。

在一定温度下，对特定的电解质和溶剂来说，A为一常数。

因此，将摩尔电导率Λm对c1/2作图得一直线，将直线外推与纵坐标的交点即为无限稀释摩尔电导率之比，即用下式表示：在一定温度下，对于AB型弱电解质在水中电离达到平衡时有如下关系：该反应的解离平衡常数K与解离度α有如下关系：由此可以看出，如果测得一系列不同浓度AB型溶液的摩尔电导率Λm，然后以1/Λm对cΛm作图可得到一条直线，其斜率m等于，如果知道无限稀释摩尔电导率的数据，即可求得解离平衡常数K。

三、仪器与药品SLDS-I型数显电导率仪SYP-Ⅲ型玻璃25mL移液管恒温水槽DJS-1C型铂黑电极50ml量筒、100ml量筒250ml锥形瓶洗耳球KCl溶液（0.1mol.L-1）HA c溶液（0.1mol.L-1）蒸馏水滤纸四、实验步骤1.调节恒温水槽温度为25℃，打开电导率仪预热10分钟。

2.用容量瓶将0.1mol·L-1HA c溶稀释成为：0.0500mol·L-1、0.0200mol·L-1、0.0100mol·L-1、0.0050mol·L-1、0.0020mol·L-1五种溶液。

交流电桥法测定电解质溶液的电导

一、目的1.掌握用电桥法测量溶液电导的实验方法和技术2.用电导法测定醋酸的电离平衡常数3.测定KCl 溶液的摩尔电导率与浓度的关系式二、原理电解质溶液的导电能力由电导G (单位：S)—电阻的倒数来度量。

它们之间的关系为：式中：a 为两极的面积(m 2)，l 为两极的距离(m)，κ称为电导率，即当a = 1m 2 、l = 1m 时溶液的电导，a/l 称为电导池常数。

电解质溶液的电导率不仅与温度有关，而且还与浓度有关，因此常用摩电导率来衡量电解质溶液的导电能力，摩尔电导率是指把含有1mol 电解质的溶液置于极距为1m 的电导，其表达公式为：c 为物质的量浓度(单位mol·m -3)，Λm 的单位是S·m 2·mol -1，对强电解质Λm 与浓度c 满足下列关系：为无限稀释时的摩尔电导率，可从Λm 与的直线外推而得，弱电解度的Λm 与没有直线关系，其可根据Kohlrausch 离子独立运动定律计算，即为无限稀释的离子摩尔电导率。

弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系为：对1-1价弱电解质，若起始浓度c ，则电离常数K 为：因此测定不同浓度下Λm 可计算出K 。

由电导的概念可知，对电导的测量也就是对电阻的测量，但测定电解质溶液的电阻时有其特殊性，当直流电流通过电极时会引起电极的极化。

因此必须采用较高频率的交流电，由音频振荡器供给(见仪器Ⅱ-16-3)，由耳机或示波器示零(见仪器Ⅱ-12-3)。

所用电导池(见技术和方法Ⅲ-3-1)，由两个镀铂黑的电极组成。

以保证电极不与溶液发生反应(即减少电极的极化)。

c c Λ m ∞Λm ∞λm ,B ∞实验十三交流电桥法测定电解质溶液的电导()131-= (1-)βc G R a l==1 ()()136-Λ Λ Λ Λ K c c=-=-∞∞αα21 m2m m m ()()135-α= Λ m Λ m∞ ()134-=++∞-∞λλm m Λ m ∞ ()133-∞ Λ m = (1-)βc Λ m ()132-=cΛ m κ交流电桥测溶液电阻的简单线路如图13-1所示。

电解质溶液电导的测定

学号：基础物理化学实验报告实验名称：电解质溶液电导的测定一班级2 组号实验人姓名：同组人姓名：指导老师：实验日期：2013-10-12一、实验目的1、熟悉DDS-12A型电导率仪的使用方法。

2、掌握用电导法测定某些电化学物理量。

二、原理电解质溶液是第二类导体。

它通过正负离子的迁移传导电流，导电能力直接与离子的运动速度有关。

导电能力由电导L（西门子）即电阻R（欧姆）的倒数来度量。

它们之间的关系为：L= 1/R =l/E（1）式中：A为电极的面积（cm2），l是两电极的距离（cm），k为比电导（或电导率），当A= 1 cm2，l=1 cm时溶液的电导称为比电导k（电导率），l/A为电导池常数。

摩尔电导率Λm的定义是：两电极相距为1 cm，在两电极之间的溶液含有1摩尔电解质所具有的电导称为该电解质的摩尔电导率。

摩尔电导率Λm与电导率k之间的关系为:Λm= κ/c （2）c为体积摩尔浓度。

Λm随浓度而变，但其变化规律对强电解质和弱电解质是不同的，对于强电解质的稀溶液为：(3)与A为常数。

为无限稀释溶液的摩尔电导率，可以从Λm与的直线关系外推而得。

弱电解质的Λm与没有直线关系，其可用下法求得，根据Kohlrausch离子独立运动规律：（4）分别表示无限稀释时正、负离子的摩尔电导率。

因此弱电解质HAc的(HAc)可按下式计算：(5)图一电导电极示意图由电导的物理概念可知：电导是电阻的倒数。

对电导的测量也就是对电阻的测量。

为了避免直流电通过电解质溶液时产生化学反应和极化现象，测量时使用交流电，由低频讯号发生器供给，其频率一般取在1000周/秒，实验中用示波器检流。

电导池系由两片镀铂黑的铂电极组成（如图一所示）。

用交流电桥法测溶液电阻的简单原理如图二所示。

当电桥达到平衡时，有Rx = R2*R3/R1，R1、R2、R3均可从仪器上读出，因此可计算出Rx。

由于由溶液和电导池构成的电桥一臂不是纯电阻，存在电导池电容，因此，严格地说电桥平衡应为阻抗平衡，为此可在R2上并联一可变电容。

交流电桥法测电解质溶液的电导

数据处理：C HAc =0.1221mol*L -1 K cell =κKCl /G KCl =103.3039m -1 α=Λm /Λm ∞ Λm ∞(HAc ，25℃)=390.71E-4 S*m 2*mol -1Kc=α2c/(1-α)=Λm 2C/(Λm ∞(Λm ∞-Λm ))Kc=1.8061E-05 理论Kc=1.75E-5 相对误差Er=3.21％思考题：1. 为什么要测定电导常数？如果电导池二极间的距离刚好为1cm3，则不必测电导池常数，但这样的电导池制作是十分困难的。

测这类仪器常数，是实验通常用来从已知量测未知量的有效手段。

电导常数不能通过其定义L/A 计算(精度太低)，要用已知浓度和电导率的KCl 溶液，通过实验求算。

2. 弱电解质的无限稀摩尔电导率如何求得？弱电解质溶液稀释至0.005mol*dm -3时，摩尔电导率Λm 与C 1/2仍然不成直线关系。

并且极稀得溶液中，浓度稍微改变一点，Λm 的值可能变动很大，即实验上的少许误差对外推求得Λm∞的值影响很大。

用实验所得数据Λm 与C 1/2关系的图，是一条曲线，Λm 与C 1/2没有直线关系，不能用外推法求Λm ∞。

弱电解质的无限稀摩尔电导率可以用Kohlrausch 的离子独立移动定律通过强电解质的Λm ∞求得。

实验讨论：1. 电导受温度影响较大，温度偏高时其摩尔电导偏高，温度每升高1度，电导平均增加1.92%，即G t =G 298K [1+0.013(t-25)]。

实验中，更换溶液后电导池中的电介质变了，相应的电容也会有所变化；在每次测定时，都需要重新调节平衡。

2. 电导池常数（K cell ）未测准，则导致被测物的电导率(κ)偏离文献值。

溶液电导一经测定，则κ正比于K cell 。

即电导池常数测值偏大，则算得的溶液的电离度、电离常数都偏大。

电导水电导大，测量时相对误差也就越大。

示波器对于电阻较大（如电导水）的溶液，受干扰波的影响较大，影响测定。

电解质溶液电导的测定

电解质溶液电导的测定及应用[适用对象] 生物工程,药学,药物制剂,中药学,制药工程,中药学(国际交流方向)专业[实验学时] 3学时一,实验目的1.测定氯化钾的无限稀释摩尔电导.2.测定醋酸的电离平衡常数.3.掌握测定溶液电导的实验方法.二,实验原理电解质溶液的电导的测定,通常采用电导池,如图1若电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的电导L为L = KA / l式中K称为电导率或比电导,为l=1m,A=1m2时溶液的电导,K的单位是S/m.电解质溶液的电导率与温度,溶液的浓度及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率∧m来衡量电解质溶液的导电能力. 图1∧m=K/C式中∧m为摩尔电导率(Sm2 /mol)注意,当浓度C的单位是mol/L表示时,则要换算成mol/m3,后再计算.因此,只要测定了溶液在浓度C时的电导率K之后,即可求得摩尔电导率∧m.摩尔电导率随溶液的浓度而变,但其变化规律对强,弱电解质是不同的.对于强电解质的稀溶液有:式中A常数, 也是常数,是电解质溶液无限稀释时的摩尔电导,称为无限稀释摩尔电导.因此以∧m..和根号C的关系作图得一直线,将直线外推至与纵轴相交,所得截距即为无限稀释时的摩尔电导.对于弱电解质,其值不能用外推法求得.但可用离子独立运动定律求得:=I0,++I0,-式中I0,+ 和I0,-分别是无限稀释时正,负离子的摩尔电导,其值可通过查表求得.根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导∧与溶液在无限稀释时的电导之比,即所以,通过实验测得即可得值.三,仪器设备DDS-11A型电导率仪器(图2) 1台DJS-电报1支恒温槽1套电导池1个100ml容量瓶2个50ml移液管2支0.02mol·dm-3标准醋酸溶液0.02 mol·dm-3标准KCl溶液.四,相关知识点本课程知识点综合:(一)DDS-11A电导率仪的使用方法DDS-11电导仪的板面图如图所示.为保证测量准确及仪表安全,须按以下各点使用;通电前,检查表针是否指零,如不指零,可调整表头调整螺丝,使表针指零.当电源线的插头被插入仪器的电源孔(在仪器的背面)后,开启电源开关,灯即亮.预热后即可工作.(3) 将范围选择器5扳到所需的测量范围(如不知被测量的大小,应先调至最大量程位量,以免过载使表针打弯,以后逐档改变到所需量程).(4) 连接电板引线.被测定为低电导(5μΩ-1以下)时,用光亮铂电极;被测液电导在5μΩ-1-150mΩ-1时,用铂黑电极.(5) 将校正测量换档开关扳向"校正",调整校正调节器б,使指针停在指示电表8中的倒立三角形处.(6) 将开关4板向"测量",将指示电表8中的读数乘以范围选择器5上的倍率,即得被测溶液的电导度.(7)在测量中要经常检查"校正"是否改变,即将开关4扳向"校正"时,指针是否仍停留在倒立三角形处.多课程知识点综合:(一)电导率在日常生活中的应用四楼以上的住户,由顶层蓄水箱供水,易造成二次污染,应常检测电导率的变化,可催促物业管理部门定期清洗.洗衣机应放多少洗衣粉,用电导率仪检测可将经验数字化.清洗程序后,排水前检测的示值与自来水一样即可视为清洗干净,若示值超过自来水,则应减少洗衣粉的投放量.水果,蔬菜用水浸泡,测其电导率若有偏高,可怀疑有化学污染,应引起重视.去泳池游泳过程中可测池水清洁度的变化,示值过高应引起重视.深井水若示值高达600以上,说明杂质含量过高.每个地区,城市由于管道及水源不同,电导率不同.北方硬水含钙镁离子,电导率偏高,会结水垢;一般硬水300—800(结垢)超硬水(苦咸水)大于800(严重结垢).花肥首次按规定配制后,可测其值,用该数字可方便今后配制.金鱼缸用水,可测其值,知其洁净程度.若数值上升过大,应及时换水.海鱼养殖用水,可测其值,以便今后配制和检测.五,实验步骤1.调节恒温槽的温度为25±0.1℃.2.练习电导仪的使用.3.溶液的配制和电导率的测量(1)取100ml0.02mol/L KCl溶液供逐步稀释和测量用,方法如下:取两个洁净的100ml容量瓶和一支50ml移液管.将容量瓶A和移液管用待测的0.02mol/L KCl 液振荡2-3次后,装入100ml0.02mol/L KCl溶液,用移液管吸取50ml溶液至容量瓶B中,并用蒸馏水稀释至刻度,即成0.01mol/L的KCl溶液,供二次测量和稀释用.取容量瓶中剩下的0.02mol/L KCl液荡洗电导池后,充满,测量其电导率.测后弃余液并洗净A瓶,用蒸馏水振荡2-3次.再用B瓶的溶液荡洗移液管后,移取B瓶中溶液50ml放入A瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,取得0.005mol/L的KCl溶液,供第三次测量和稀释用.重复以上操作,分别测定0.020.010.0050.00250.00125的KCl的溶液的电导率.(2)用上述同样方法测定0.02mol/L的HAc溶液的电导率,并依次稀释四次,共测5个浓度的HAc溶液的电导率.(3)洗净并用蒸馏水荡洗电导池,再测定蒸馏水的电导率.六,实验报告要求实验完毕,应尽快写出实验报告,及时交上.实验报告一般包括以下内容:实验(编号) 实验名称专业班级姓名合作者实验日期实验报告应写出如下内容:(一)实验目的(二)实验原理用文字,化学反应式及计算公式等说明,既要表述正确,条理清楚,又要尽可能的简捷明了.(对于本实验,应画出实验装置图.)(三)主要试剂和仪器列出本实验中所要使用的主要试剂仪器.(四)实验步骤应简明扼要地写出本实验步骤流程和操作要点.(五)实验数据及其处理1.将数据与处理结果列表2.分别作KCl溶液和HAc溶液的∧m-图.3.作KCl的∧m-图直线外推导-0,求出KCl的值.4.求出HAc溶液各个浓度下的Ka值,并计算出Ka平均值与文献进行比较.(六)问题讨论结合物理化学中有关理论对实验中的现象,产生的差错和实验误差等进行讨论和分析,以提高自己分析问题,解决问题的能力,也为以后的科学研究打下一定的基础.七,思考题1,什么叫溶液的电导,电导率和摩尔电导率2,影响摩尔电导率的因素有哪些3,为什么本实验要用铂电极八,实验成绩评定办法本实验成绩按如下五级标准进行考核评定.参考标准如下:(一)优秀(很好)能正确理解实验的目的要求;能独立,顺利而正确地完成各项实验操作;会分析和处理实验中遇到的问题;能掌握所学的各项实验技能;能较好地完成实验报告及其它各项实验作业;有一定创造精神和能力;有良好的实验室工作作风和习惯.(二)良好(较好)能理解实验的目的和要求,能认真而正确地完成各项实验操作;能分析和处理实验中遇到的一些问题;能掌握绝大部分所学的实验技能,对难点较大的操作完成有困难;能一般完成实验报告和其它实验作业;有较好的实验习惯和工作作风.(三)中等(一般)能基本上理解实验目的要求;能认真努力进行各项实验操作,但技巧较差;能分析和处理实验中一些较容易的问题,掌握实验技能的大部分,有30%掌握得不好;能一般完成各项实验作业和报告;处理问题缺乏条理,工作作风较好;能认真遵守各项规章制度,学习努力.(四)及格(较差)只能机械地了解实验内容;能一般按图或按实验步骤"照方抓药"完成实验操作;能完成60%所学的实验技能,有些虽可做但不准确;遇到问题常常缺乏解决的办法,在别人启发下能作些简单处理,但效果不理想;能一般完成实验报告;能认真遵守实验室各项规章制度,工作中有小的习惯性缺点(如工作无计划,处理问题缺乏条理).(五)不及格(很差)实验中只能盲目地"照方抓药",所学实验技能只掌握不足60%;有些实验虽能做,但效果不好,操作不正确;工作忙乱无条理;一般能遵守实验室规章制度,但常有小的错误;实验报告错误较多,遇到问题解释不清,在教师指导下完成各项实验作业仍有难度;或有些小聪明但不努力,不求上进.- -1,253876491,2-电极接线柱;3-电极屏蔽线接线柱; 4-校正测量换档开关;5-范围选择器;6-校正调节器;7-电源开关;8-指示电表9-指示灯。

电导的测定

一、实验目的和要求1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导的概念2、掌握电导率仪的使用方法3、掌握交流电桥测量溶液电导的实验方法及其应用二、实验内容和原理1、电导率的概念电导是描述导体导电能力大小的物理量，以G来表示其中l/A为电导池常数，以Kcell来表示，к为电导率。

通常由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中用一种已知电导率的溶液先求出电导池的常数Kcell，然后再把欲测的的溶液放入该电导池中测出其电导值，在根据上式求出其电导率。

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 m表示。

摩尔电导率与电导率的关系为在很稀的溶液中，强电介质的摩尔电导率与其了、浓度的平方根成直线函数。

用公式表示为：若通过浓度的平方根与摩尔电导率作图，外推即可求得无限稀释时的摩尔电导率。

惠斯登电桥基本原理如图所示的电路图中，实验中，通过调整电桥上的示波器，使得通过其上的电流为零，即表明C点和D点的电势相等，可以等到如下关系:亦即通过调节电桥臂的比值，就可以得出Rx的值。

三、主要仪器设备仪器：音频振荡器1台；示波器1台；电导率仪；电导池；铂电极1支；转盘电阻箱3只；恒温槽装置1套；50mL移液管4支；100mL容量瓶4个试剂：0.02mol/dm3标准KCl溶液，0.1mol/dm3标准醋酸溶液四、操作方法和实验步骤1、溶液的配制用0.02mol/L的KCl溶液配制不同浓度的KCl溶液，其浓度分别为0.02、0.02/2、0.02/4、0.02/8、0.02/16。

并分别做好标记，放入25℃的恒温槽中备用。

2、电路的连接按照上图连接好电路图。

注意需要按照电路图中ABCD四个点来连线。

3、测定不同浓度的KCl溶液的电阻将电极插入溶液中，按照浓度依次升高的顺序分别测定5个溶液的电阻值。

将电桥臂按照1：1、1：2、1：3三种形式进行测量。

记录测定出来的数据。

4、用电导率仪来测定自来水和去离子水的电导率首先对于使用高调还是低调进行估计和判断，如果电导率大于300×10-4S/m，则使用高调，反之则使用低调。

电化学思考题答案

电化学思考题答案1、电化学中根据什么原则来命名阴、阳极和正、负极？2、摩尔电导率的定义：∧m(s.m2.mol-1)=k/c ，式中c的单位是什么？对于弱电解质，用总计量浓度还是解离部分的浓度？答：根据定义c是摩尔体积浓度，单位是mol.m-3。

对于若电解质，应当用总计量浓度代入公式，不必考虑电离度。

3、在一定温度下，稀释电解质溶液，电导率k和摩尔电导率∧m将怎样变化？答：电导率k变化不一定。

摩尔电导率∧m将增大。

4、怎样用外推法来求∧m∞？这种方法适用于哪一种电解质？5、无限稀释时,HCl ,KCl ,NaCl三种溶液在相同温度、相同浓度和相同电位梯度下，三种溶液中Cl-1的运动速度是否相同？三种溶液中Cl-1的迁移数是否相。

答：三种溶液中Cl-1的运动速度相同；三种溶液中Cl-1的迁移数是不相同，因三个阳离子的迁移数不同。

6、离子独立运动定律只适用于弱电解质，而不适用于强电解质溶液，对吗？7、极限摩尔电导率∧m∞是电解质的重要参量，测定强电解质和弱电解质的∧m∞，所用的方法一样吗？为什么？8、下列结论有无错误？为什么？（1）对无限稀薄的电解质溶液，C→0，所以溶液近似于纯溶剂，即∧m∞就是纯溶剂的摩尔电导率。

（2）对电离度公式α=∧m/∧m∞①强电解质α=1，所以∧m=∧m∞；②此式适用于强电解质的极稀溶液；9、在某电解质溶液中，若有i种离子存在，则溶液的总电导应为G = ∑1 / R i 还是G = 1 / ∑Ri ？答:是10、为什么用交流电桥测定溶液的电导?为什么在未知电阻的线路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么?答：用交流电流测溶液的电导，可以避免电解作用而改变电极本性，并且可以消除电极的极化作用。

用1000Hz 的交流频率可防止电极上的极化作用，并可用耳机检零。

并联电容是为了消除电导池的电容的影响。

测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下，电桥平衡，正确检零。

11、参考电极的选择是不是随意的？有什么限制条件？答：能被选用参考标准电极实际上是很有限的。

电桥法电导的测定及其应用3

电桥法电导的测定及其应用姓名：学号：班级：指导教师：一、实验目的1、掌握电桥法测量电导的原理和方法。

2、测定电解质溶液的电导率，并计算弱电解质的电离常数。

3、了解电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。

二、实验原理1、电阻R可表示为：R=ρ·l / A = K cell / k （1）式中：k为电导率；两电极间的距离为l；电极面积为A；K cell= l/A为电导池常数，单位为m-1。

本实验采用已知电导率值的KCl溶液先求出K cell，然后把待测溶液放入电导率仪测定其电阻R，根据（1）式求出电导率k。

摩尔电导率与电导率的关系为：Λm=k/c （2）式中：c为该溶液的浓度，单位为mol·m-3。

2、Λm总是随溶液浓度降低而增大的，对于强电解质稀溶液，Λm =Λ∞m-Ac1/2（3）式中：Λ∞m是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率；A为常数，故将Λm 对c1/2做图得到的直线外推至c=0处，可求得Λ∞m。

3、对于弱电解质溶液，Λ∞m=v+Λ∞m，++v-Λ∞m，（4）式中：Λ∞m，+、Λ∞m，-分别表示正负离子的无限稀释摩尔电导率。

在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：α=Λm /Λ∞m（5）对于HAc，Ka=α2c/（1-α）（6）HAc的Λ∞m可通过下式求得：Λ∞m（HAc）=Λ∞m(H+)+Λ∞m(Ac-)=Λ∞m(HCl)+Λ∞m(NaAc)+Λ∞m(NaCl)把（4）代入（1）得：1/Λm=1/Λ∞m + cΛm/ [K c(Λ∞m)2]然后，以1/Λm对cΛm作图，其直线的斜率为1/ [K c(Λ∞m)2]，如果知道(Λ∞m)2值，就可算出K c。

本实验用交流电桥法测量溶液的电阻，其线路如图1所示，R1、R2和R3是三个交流电阻和电阻箱，Rx为待测溶液的电阻，D为示波器，作为示零仪并联的一个可变电容，用于平衡电导电极的电容，以使器，与交流电阻箱R1交流电桥四个臂上获得阻抗平衡。

电解质溶液的电导率测定实验心得

电解质溶液的电导率测定实验心得
电解质溶液的电导率测定实验是一种常见的化学实验方法，旨在确定电解质的导电性能。

实验过程中，首先需要准备好一定浓度的电解质溶液，并使用电导率计对其进行测量。

在测量前，需要保证电导率计测量电极干净无污染，以免影响测量结果。

对于测量过程中出现的异常情况，例如电解质溶液出现气泡或颗粒物等，需要及时停止测量并排除异常情况，以确保测量结果的准确性。

实验结束后，需要对测量数据进行整理和分析，计算出电解质溶液的电导率，并根据实验结果对不同电解质溶液的导电性进行比较和分析。

总之，电解质溶液的电导率测定实验需要注意实验细节，保证实验过程的准确性和可重复性，同时对实验结果进行分析和解释，以期得出科学可靠的结论。