强电解质极限摩尔电导率的测定
实验二：电导率的测定及其应用
电导率的测定及其应用一、实验目的1. 掌握电导率仪的测量原理和使用方法；2. 测定KCl 水溶液的电导率，并求算它的无限稀释摩尔电导率；3. 用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数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：AG kl =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.m 2.mol -1。
Λm 与电导率k 和溶液浓度c 的关系如下所示：m kcΛ=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（Kohlrausch ）经验式表示：m m ∞Λ=Λ-m∞Λ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将直线外推与纵坐标的交点即为无限稀释摩尔电导率m∞Λ。
3. 在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略。
因此，在浓度c 时的解离度α等于摩尔电导率Λm 和无限稀释摩尔电导率m∞Λ之比，即用下式表示：mmα∞Λ=Λ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：AB ≒A ++ B —开始 c 0 0平衡时 c(1-α) c α c α 该反应的解离平衡常数K 与解离度α有如下关系:2221()11()mm m m m m m mc c K c K αα∞∞∞∞Λ==-ΛΛ-ΛΛ=+ΛΛΛ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c Λm 作图可得到一条直线，其斜率为21()m K ∞Λ 如果知道无限稀释摩尔电导率m∞Λ的数据，即可求得解离平衡常数K 。
电导测定及其应用实验报告(1)
一、实验目的1.理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
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、实验原理电解质溶液的导电能力可用电导G 表示，定义为电阻的倒数1/R ，单位为S 或Ω-1。
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lA G κ=(1)式中：l /A 为电导池常数，以cell K 表示；κ为电导率，其物理意义是在两平行且相距1m 、面积均为1m 2的两电极间的电解质溶液的电导，即单位体积溶液的电导，S·m -1。
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值的溶液作为标准溶液标定电导池常数cell K ，常用KCI 溶液作为标准溶液，几种KCl 标准溶液的电导率从手册上可查。
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 Λ表示，其单位为S·m 2·mol -1。
摩尔电导率与电导率的关系为cm κ=Λ(2)式中：c 为该溶液的浓度，mol·m -3。
1.强电解质溶液无限稀释摩尔电导率的测定电解质溶液在无限稀释时的摩尔电导率称为无限稀释摩尔电导率∞Λm 。
在一定温度和同一溶剂中，∞Λm 仅与电解质本性有关，是表示电解质的一个特性物理量。
在稀溶液中，强电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根呈线性关系，称为科尔劳施(Kohlrausch)稀释定律：c A m m -Λ=Λ∞(3)因此，在稀溶液范围内，测量一系列不同浓度强电解质溶液的摩尔电导率，根据式(3)以m Λ对c 作线性图，外推可得∞Λm 。
对于弱电解质溶液，式(3)并不成立，需按科尔劳施离子独立运动定律，利用离子无限稀释摩尔电导率数据间接计算。
对-+v v A M 型电解质∞--∞++∞Λ+Λ=Λ,,m m m υυ(4)式中：∞-∞+ΛΛ,,m m 、分别为正、负离子的无限稀释摩尔电导率。
强电解质极限摩尔电导率的测定.思考题答案
本实验应该注意的事项是什么？1、本实验所用溶液全部用电导水配制，如果用蒸馏水配制，应先测得蒸馏水的电导，并在测得溶液的电导中扣除此值。
2、如果在测量时，预先不知道被测溶液电导率的大小，应先把量程开关置于最大电导率测量档，然后逐档下降。
3、为了提高测量精度，当使用“×103”“×104”这两档时，“校正”必须电导池接妥（电极插头应插入插孔，电极需侵入待测溶液中）的情况下进行。
4、处理数据时，注意电导率单位的换算（电导率仪上单位为μS/cm，计算过程需要换算为S/m）。
5、每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯。
6、在设置温度补偿旋纽时，注意欲测25度下的溶液的电导率值时，温度补偿旋纽指向待测溶液的实际温度，如果要测实际温度下的电导率值，温度补偿旋纽指向25度。
7、电导率仪再使用前，要预热半个小时，使仪器稳定，并且电源线插入电源插座，仪器必须要良好接地。
弱电解质能否如此测定？为什么？若想通过此法求醋酸的∧m∞值，应如何求？不能，弱电解质溶液电导率随浓度变化不明显，因浓度增加使其电离度减小，溶液中真正起导电作用的粒子数目变化不大。
有因为对弱电解质，稀释时导电粒子数目大增加，因此 m大大增加，其无限稀释摩尔电导率Λm ∞不可用实验外推法得到。
摩尔率随浓度的关系服从 Ostwald 稀释定律。
浓度的平方根与摩尔电导率成直线关系。
测定方法溶液电导率的测定在化学领域中都有那些应用？ （1）检验水的纯度在半导体工业中或涉及使用电导测定的科研中，常需要使用高纯度的水，利用电导测定来检验水的纯度非常方便。
水本身有微弱的解离，H ＋和OH －的浓度近似为10－7mol ·dm-3，因为这样，纯水的电导率应为5.5×10-6S ·m-1 (25 OC)。
普通蒸馏水的电导率约为1×10-4S ·m-1 ，重蒸馏水的电导率小于1×10-4S ·m-1 （2）计算弱电解质的解离度和解离常数 Λm ，Λm ∞和电离度α近似有： 对1－1型弱电解质AB :上式还可写作：m 2mmm 11()c c K ∞∞Λ=+ΛΛΛ m m=α∞ΛΛ+AB A B0 0 (1) c c c c a a a-+-ƒ起始平衡时 22mm m m 1()ooc ccc c K αα∞∞Λ==-ΛΛ-Λ m2mmm 11()oc cc K ∞∞Λ=+ΛΛΛ这就是德籍俄国物理化学家Ostwald （1853－1932）提出的定律，称为Ostwald 稀释定律（Ostwald ’s dilution law ）。
摩尔电导率
★溶液导电性能的表示法 ▲电导 ▲摩尔电导率 ▲电导率
电化学
l G A GKcell s
▲极限摩尔电导率
m
★摩尔电导率与浓度的关系 强电解质：满足柯尔劳施公式 浓度降低， （可用作图法求 m ） 摩尔电导率增加 弱电解质：不满足柯尔劳施公式 可用离子独立运动定律求 m ★电导测定的应用
▲计算弱电解质的解离度及解离常数
▲计算难溶盐的溶解度
★离子平均活度、平均 活度因子 平 均 离 子 活 度： 平 均 离 子 活 度 因 子：
真溶液: 分散质粒子直径<1nm ★按分散相质点 胶体: 分散相粒子直径在1 －1000nm 粗分散系统:分散相粒子直径 >1000nm
胶体化学
★丁铎尔效应的实质及产生的条件 实质：分散粒子对光的散射的作用 产生的条件：入射光的波长大于分散粒子尺寸 ★胶体系统主要的特征：高度分散的多相性 热力学的不稳定性
※给定的反应，低温范围内反应的速率随温度的变化更敏感。 ※不同反应，活化能高的反应对温度更敏感。
●典型复合反应：
动力学
对行反应：
（可逆反应）
平行反应：
两产物浓度之比都等于两反应速率常数之比
连串反应：
A→B→C
中间物B的浓度在反应过 程中出现极大值
●复合反应速率的近似处理法
★选取控制步骤法：最慢的一步为反应控制步骤 ★平衡态近似法：反应物与中间物之间存在着热力学平衡，而复合反应 速率受中间物转变成产物的速率所控制。 ★稳态近似法 某中间物的生成速率与消耗速率相等以致其浓度不随时间变化 关键：中间物浓度不随时间 （dcB/dt=0）
摩尔电导率
摩尔电导率摩尔电导率Λm是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间，这时所具有的电导。
引入摩尔电导率的概念是很有用的。
因为一般电解质的电导率在不太浓的情况下都随着浓度的增高而变大，因为导电粒子数增加了。
为了便于对不同类型的电解质进行导电能力的比较，人们常选用摩尔电导率，因为这时不但电解质有相同的量（都含有1mol的电解质），而且电极间距离也都是单位距离。
当然，在比较时所选取的电解质基本粒子的荷电荷量应相同。
计算公式由于对不同的电解质均取1mol，但所取溶液的体积Vm将随浓度而改变。
设c是电解质溶液的浓度(单位为mol·m-3)，则含1mol 电解质的溶液的体积Vm应等于1/c，根据电导率κ的定义，摩尔电导率Λm与电导率k之间的关系用公式表示为Λm=k·Vm=k/c其中k的单位为S·m-1，c的单位为mol·m-3，所以摩尔电导率Λm的单位为S·m2·mol-1。
关系当浓度降低时，粒子之间相互作用减弱，正、负离子迁移速率加快，溶液的摩尔电导率必定升高。
但不同的电解质，摩尔电导率随浓度降低而升高的程度也大不相同。
当浓度降低到一定程度后，强电解质的摩尔电导率接近为一定值，而弱电解质的值仍在继续变化。
若在同一浓度区间内比较各种摩尔电导率值的变化，例如就NaCl，H2SO4，CuSO4互相比较，就会发现，当浓度降低时，各个摩尔电导率值的变化程度不同。
CuSO4变化最大，H2SO4次之，而NaCl变化最小。
这是因为2-2价型盐类离子之间的吸引力较大，当浓度改变时，对静电引力的影响较大，所以摩尔电导率值的变化也较大。
强电解质通常当浓度在0.001mol·dm-3以下时，Λm与√c 之间呈线性关系Λm与浓度c之间有如下关系：其中β在一定温度下，对于一定的电解质和溶剂而言是一个常数。
Λm（∞）为溶液在无限稀释时的摩尔电导率，又称为极限摩尔电导率。
实验五：电导率的测定及其应用
宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化本092 姓名周培实验日期2011年4月14日同组姓名徐浩，郑志浩指导老师刘旭峰，王婷婷实验名称实验五、电导的测定及其应用一、实验目的1、测量KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。
2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。
3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。
二、实验原理1、电解质溶液的电导率、摩尔电导率①电导率对于电解质溶液，常用电导G表示其导电能力的大小。
电导G是电阻R的倒数，电导的单位是西门子，常用S表示。
G =κA /lκ为该溶液的电导率l/A = Kcell，称为电导池常数。
其意义是电极面积为及1m2、电极间距为lm的立方体导体的电导，单位为S·m－1。
Kcell可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导而求得。
然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，再得出κ②摩尔电导率ΛmΛm=κ/ CC为溶液浓度，单位mol.m-32、当溶液的浓度逐渐降低时，由于溶液中离子间的相互作用力减弱，所以摩尔电导率逐渐增大。
柯尔劳施根据实验得出强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系：Λ∞m为无限稀释时的极限摩尔电导率，A视为常数可见，以Λm对C作图得一直线，其截距即为Λ∞m。
3、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认为弱电解质已全部电离。
此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m，可用离子极限摩尔电导率相加求得。
在弱电解质稀溶液中。
离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽视，因此在浓度C时的解离度α等于他的摩尔电导率Λm与其极限摩尔电导率之比，即：α=Λm/Λ∞m对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和解离度α有以下关系：HAc====H++ Ac-t=0 C 0 0t=t平衡C(1-α) CαCαK⊙=cα/c⊙(1-α)在一点温度下K⊙是常数，因此可以通过测定Hac在不同浓度时的α代入上式求出K。
强电解质极限摩尔电导的测定(讲义)
强电解质极限摩尔电导的测定实验目的用电导率仪测定KCl 的摩尔电导率，并用作图法外推求其极了限摩尔电导率。
实验原理物体的导电能力可用其电阻R （单位为欧姆）来表示。
实验发现，导体的电阻R 与导体的长度L 成正比，与导体的截面积A 成反比，用公式可表示如下：l R Aρ= （1） 其中ρ是比例系数，称为电阻率，其定义为长度为1m ，截面积为1m 2导体所具有的电阻，单位是m Ω⋅。
电阻率ρ的倒数称为电导率，用κ表示，即1κρ= （2）κ定义为长度为1m ，截面积为1m 2导体所具有的电导，单位是11m --Ω⋅。
摩尔电导率m Λ是指把含有1mol 的电解质溶液置于相距为单位距离（SI 单位是m ）的电导池的两个平行电极之间时溶液的电导，其单位为21S m mol -⋅⋅。
摩尔电导率与电导率的关系表示如下：m m V C κκΛ== （3）式（3）中Vm 为含有1mol 电解质的溶液的体积（单位为21m mol -⋅），C 为电解质溶液的物质的量的浓度（单位为3mol m -⋅）。
对于强电解质的稀溶液（浓度小于0.01mol ·L -1），摩尔电导率m Λ与溶液的摩尔浓度之间C 满足科尔劳施(Kohlrausch)经验规律：(1m m ∞Λ=Λ- （4） 式（4）中m Λ为溶液的摩尔电导率，C 为电解质溶液的质量摩尔浓度，m ∞Λ为溶液的无限稀释时（0C →）的电导率，称为电解质无限稀释的摩尔电导率（或称为极限摩尔电导率），β在一定的温度下，对一定的电解质和溶剂来说是一个常数。
极限摩尔电导率数值只与电解质的本性有关，其大小表征了电解质真实的导电能力。
因此，对其进行准确测量在化学研究中具有重要意义。
本实验利用DDS-11A 型电导率仪测定一系列已知浓度的KCl 溶液的电导率κ，用（3）式求出相应的摩尔电导率m Λ，再用式（4）作出m Λ图，外推到0C =，由截距求出KCl 的m ∞Λ。
实验仪器药品DDS-11A 型电导率仪 1台 DJS-1型光亮电极、铂黑电极各1支 超级恒温水浴 1台 DJS-10铂黑电极1支容量瓶100ml 5个 移液管50ml 3支 10ml 3支 0.1000mol ·L -1 KCl 标准溶液实验步骤1．调节恒温水浴温度为25.0±0.1℃。
强电解质的极限摩尔电导率的测定
BUCT
强电解质的极限摩尔电导率的测定
大学化学实验
BUCT
实验目的 • 1．理解溶液的电导、电导率和摩尔电 ．理解溶液的电导、 导率的概念。 导率的概念。 • 2．掌握由强电解质稀溶液的电导率测 ． 定极限摩尔电导率的方法。 定极限摩尔电导率的方法。 • 3．用电导仪测定 溶液的摩尔电导率， ．用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率， 溶液的摩尔电导率 并用作图外推求其极限摩尔电导。 并用作图外推求其极限摩尔电导。
大学化学实验 实验仪器图
BUCT
大学化学实验
BUCT
实验难点 1 2 3 电导率仪的校准 电导率仪工作原理的理解 数据的处理、分析
大学化学实验
BUCT
注意事项 （1）本实验所用溶液全部用电导水配制，如果用蒸馏水配制，应先测 ）本实验所用溶液全部用电导水配制，如果用蒸馏水配制，
得蒸馏水的电导，并在测得溶液的电导中扣除此值。 得蒸馏水的电导，并在测得溶液的电导中扣除此值。
（2）如果在测量时，预先不知道被测溶液电导率的大小，应先把量程 ）如果在测量时，预先不知道被测溶液电导率的大小，
开关置于最大电导率测量档，然后逐档下降。 开关置于最大电导率测量档，然后逐档下降。
（3）为了提高测量精度，当使用 “×103” “×104”这两档时，“校正” 这两档时， 校正” ）为了提高测量精度， × 这两档时
大学化学实验
BUCT
Λ m = Λ (1 − β c )
∞ m
Λ
∞ ：极限摩尔电导率 m
对弱电解质，稀释时导电粒子数目大增加， 对弱电解质，稀释时导电粒子数目大增加，因此 大大增加，其无限稀释摩尔电导率Λ Λm大大增加，其无限稀释摩尔电导率Λm∞不可用实验 外推法得到。 外推法得到。摩尔率随浓度的关系服从 Ostwald稀释 稀释 定律。 定律。
物理化学实验教学大纲
《物理化学实验》教学大纲（2006.5修订）课程编码：课程名称：学分：总学时：一、本课程的地位、作用和目的与要求：物理化学实验（包括结构化学实验）是化学教育专业一门重要的基础实验课，通过实验课使学生加深对物理化学（含结构化学）原理的理解，培养学生实验研究能力和创新精神。
其目的使学生系统掌握基本的物理化学实验研究方法和基本技术，培养学生掌握物理化学实验及结构化学实验的基本知识和方法，训练学生使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力，实践能力，全面提高学生素质。
要求学生完成实验20个，写出实验报告，并对实验进行讨论。
在做完实验的基础上参加实验考试。
考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。
二、本课程教学基本要求本大纲提出22个实验项目可供选择。
要求学生完成实验20个，在选题时要兼顾到热力学、动力学、电化学、表面现象与胶体、结构化学等几个部分。
建议实验分配如下：热力学7个，动力学4个，电化学4个，表面现象与胶体3个，结构化学2个。
写出实验报告，并对实验进行讨论。
在做完实验的基础上参加实验考试。
考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。
实验教学内容及学时分配1．物理化学实验绪论（4课时）[目的要求]1、实验要求（预习、操作等）、考核评分方法、安全防护、实验室规则。
2、误差的基本概念、误差分析、有效数字及其计算规则。
3、实验报告的要求和格式、数据的记录和表达（列表、作图、数学方程）。
[实验内容]（1）物理化学实验绪论（2）误差分析（3）数据处理实验一恒温槽的装配和性能测试（4学时）[目的要求]1.了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握装配和调试技术；2.掌握温差温度计的调节和使用；3.绘制恒温槽灵敏度曲线T-t。
[实验内容]装配恒温槽并调试及测定灵敏度。
实验二燃烧热的测定（6学时）[目的要求]1.了解氧弹量热计构造原理, 掌握氧弹量热计的实验操作技术；2.掌握燃烧热的测定技术；3.了解QP、QV差别和相互关系；[实验内容]用氧弹量热计测量萘的燃烧热。
25C时电解质水溶液的摩尔电导率
25°C时一些离子的极限摩尔电导率 Ω-1m2mol-1) ° 时一些离子的极限摩尔电导率 时一些离子的极限摩尔电导率(Ω
p.293
+(OH-)的特殊质子传输机制 H 的特殊质子传输机制
p.294
比较导电能力时， 比较导电能力时，需对比较的条件标准化
(a) (b) (c) (d)
几何 电解质的量 电荷数量 离子间相互作用
25°C时电解质水溶液的摩尔电导率 ° 时电解质水溶液的摩尔电导率
p.290
p.291
注意强、 注意强、弱电解质溶液的区别
430 HCl
Λ m ×10
2
4 −1
S . m mol
KCl
HAc
0
0.1
0.2
∞ 极限摩尔电导率Λm
2 [S·m
-1] ·mol
当c→0，离子间相互作用可忽视 → ， 离子速度为定值， 离子速度为定值， Λm → 定值
A α cF
E A α cF l E A α cF l
−
I− = U
−
E A α cF l
I = I+ + IΛm l I = =L = c Ac E = (U + + U − )α F
κ
l Ac
对于强电解质 α = 1 Λ m = (U + + U − ) F
Λ = (U
∞ m
∞ m,+
+U
∞ m,+
Λm显著升高 电离度升高 离子数目增多
离子相互作用降低 离子速度升高
求
Λm = Λ − A c
Λ m = Λ − ( A + BΛ ) c
∞ m ∞ m
强电解质极限摩尔电导率的测定
一. 实验目的及要求1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
2、掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法。
3、用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率，并用作图外推求其极限摩尔电导。
二.实验原理1.电导、电导率与摩尔电导率（1）电导：(conductance) 物体导电的能力可用电阻R (resistance，单位为欧姆，用符号Ω表示)或电导G来表示。
G为电阻R的倒数，即G =1/R，单位为西门子(siemens)，用S或Ω-1表示。
（2）电导率( conductivity )：电导率κ为电阻率ρ的倒数，即由上式可知，κ的单位是S · m-1。
其物理意义是电极面积各为1m2、两极间相距1m时溶液的电导。
其数值与电解质的种类、溶液浓度及温度等因素有关。
（3）摩尔电导率(molar conductivity) ：摩尔电导率是指在相距为1m的两个平行电极之间充入含1mol电解质的溶液时所具有的电导，用公式表示为式中V m为含有1mol电解质的溶液的体积(单位为m · mol )，c为电解质溶液的物质的量浓度(单位为mol · m )，所以的单位为S · m2· mol-1。
注意：在使用摩尔电导率时，要注明所取的基本单元。
如以1mol 元电荷的量为基本单元，则(1/2CuSO4)=7.17×10S · m2· mol-1。
2. 强电解质溶液的摩尔电导率与浓度的关系柯尔劳施（Kohlrausch）根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系，即—无限稀释时的摩尔电导率Λ∞mA —常数下图为几种电解质的摩尔电导率对浓度的平方根的图。
由图可见，无论是强电解质，还是弱电解质，其摩尔电导率均随 c→0 而增大。
对于强电解质，c→0 ，离子间引力减小，离子运动速度增加，所以摩尔电导增加。
电解质离子强度德拜-休克尔公式
Cation
阳离子
Cathode
阴极
7
§6.2 离子的水化作用
离子与溶剂分子的相互作用叫溶剂化作用，溶剂 为水，则称水化。 离子的水化作用产生两种影响： 离子水化增加了离子的体积，因而改变了溶液中电 解质的导电性－溶剂对溶质的影响 离子水化减少了溶液中“自由”水分子的数量，破 坏了离子附近水原来具有的正四面体结构，降低了 这些水分子层的相对介电常数－溶质对溶剂的影响
负电荷 孔
隔
膜多
电解池
阴极（还原反应）：2H++2e→H2（g） 阳极（氧化反应）：2Cl- →Cl2(g)+2e
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原电池
（阳极）
ZnSO4(1molkg-1)
多 孔 隔 膜
Zn
-
+
Cu （阴极）
CuSO4(1molkg-1)
铜锌原电池
阴极正极 反应： Cu 2 (a ) 2e- Cu(s)还原，得电子 2 2 电池反应： Zn(s) Cu (a) Zn (a ) Cu(s)
=(426.3 +91.0–126.5)×10–4 S· m2· mol–1 =390.7×10–4 S· m2· mol–1
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五、电导的测定及电导率的计算
电导测定实际上测定的是电阻，常用的韦斯顿电桥 如图所示。 AB为均匀的滑线电阻，R1为可变 电阻，并联一个可变电容 F 以便调 节与电导池实现阻抗平衡，M为放 有待测溶液的电导池，Rx电阻待测。
电解质，如HCl，
$ Cl Cl (T ) RT ln aCl
HCl H Cl
$ $ ( H + ) RT ln( a + a ) Cl H Cl
强电解质极限摩尔电导率的测定实验报告
强电解质极限摩尔电导率的测定实验报告本实验通过测定强电解质的极限摩尔电导率，探究了电解质的离子强度和电离度的关系。
实验中采用了电导仪和浓度梯度法，成功测定了氯化钾和氯化钠的极限摩尔电导率，并得出了它们的电离度和离子强度。
实验结果表明，离子强度越大，电离度越低，电解质的极限摩尔电导率越小。
关键词：强电解质，极限摩尔电导率，电离度，离子强度引言电解质是指在水溶液中能够电离成离子的化合物，其电离度和离子强度是电解质溶液中离子浓度的重要参数。
其中，电离度是指电解质分子中离子化的程度，而离子强度则是反映电解质溶液中离子间相互作用的强度。
在强电解质中，离子强度越大，离子间相互作用越强，电离度越低，电解质的极限摩尔电导率越小。
极限摩尔电导率是指在无限稀释下，电解质溶液中每个离子所贡献的电导率，它是衡量电解质电离程度和离子间相互作用强度的重要参数。
本实验旨在通过测定强电解质的极限摩尔电导率，探究电解质的离子强度和电离度的关系，为深入理解电解质溶液中离子浓度和电导率的变化规律提供实验基础。
实验方法1. 实验仪器电导仪、电导池、电导池支架、恒温水浴器、浓度计、分液漏斗、计时器、磁力搅拌器、称量器等。
2. 实验药品氯化钾、氯化钠、双蒸水等。
3. 实验步骤（1）实验前准备将电导池清洗干净，并用双蒸水反复冲洗。
将电导池放在支架上，接上电导仪。
在恒温水浴器中加入适量的水，将电导池浸入水中，使其温度稳定在25℃左右。
（2）制备溶液分别称取0.1mol/L的氯化钾和氯化钠溶液，用双蒸水稀释至不同浓度，如0.025mol/L、0.05mol/L、0.075mol/L等。
（3）测定极限摩尔电导率将制备好的溶液倒入电导池中，待电导仪读数稳定后记录电导率，并用浓度梯度法计算极限摩尔电导率。
重复上述步骤，测定不同浓度下氯化钾和氯化钠的极限摩尔电导率。
实验结果与分析实验数据如表1所示：表1 不同浓度下氯化钾和氯化钠的电导率和极限摩尔电导率| 溶液浓度/mol·L^-1 | 氯化钾电导率/μS·cm^-1 | 氯化钾极限摩尔电导率/S·m^2·mol^-1 | 氯化钠电导率/μS·cm^-1 | 氯化钠极限摩尔电导率/S·m^2·mol^-1 || --------------- | ------------------ |--------------------------- | ------------------ |--------------------------- || 0.025 | 0.27 | 0.00015 | 0.26 | 0.00011 || 0.05 | 0.54 | 0.00027 | 0.51 | 0.00021 || 0.075 | 0.81 | 0.00036 | 0.77 | 0.00029 |根据极限摩尔电导率的定义，可以得出以下公式：$$Lambda_{infty}=lim_{crightarrow 0}frac{kappa}{c}$$其中，$Lambda_{infty}$为极限摩尔电导率，$kappa$为电导率，$c$为溶液浓度。
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。
强电解质极限摩尔电导率的测定[技巧]
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强电解质极限摩尔电导率的测定一实验目的:1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
2、掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法。
3、用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率，并用作图外推求其极限摩尔电导。
二实验简要原理三仪器药品，实验所需的文献数据及其来源1、仪器试剂仪器：电导率仪（附：电导电极）1套; 超级恒温槽1套;容量瓶(100mL)：7只; 移液管(1mL，5mL，10mL) 各1只;药品：KCl 0.1000mol/L溶液; 电导水(κ < 1x10-4S.m-1)；蒸馏水。
2、文献数据四预习提问（对原理，重要操作步骤，注意事项、数据处理提问？1）本实验应该注意的事项是什么？2）弱电解质能否如此测定？为什么？若想通过此法求醋酸的∧m∞值，应如何求？3）溶液电导率的测定在化学领域中都有那些应用？4）用电导率仪测得的电导数值，准确度怎么样？为什么？5）如果使用的电导电极所标的电极常数不准确，你能否设计一种方法利用DDS-11A型电导率仪将其矫正。
6）强电解质的电导率与溶液浓度的关系，强电解质的摩尔电导率与溶液浓度的关系？7）弱电解质的电导率与溶液浓度的关系，弱电解质的摩尔电导率与溶液浓度的关系？五实验结果要求（文献值和本实验的要求的误差范围）1、将测量值与文献值比较。
误差范围±0.3％，若显著的偏差，应说明原因。
六影响实验结果的一些因数影响电导率的因素：电解质溶液电导率大小主要取决于两方面： 1.离子的多少； 2.离子的运动速度外界条件的影响：a. 温度温度越高，离子的运动速度v越大，电导率越大；b. 溶剂粘度溶剂粘度越大，v越小，电导率越小离子本性：a. 水化离子半径r半径r越大，则v越小，电导率越小b. 离子价数离子价数越大，则v越大，电导率越大c.特殊迁移方式 H＋、OH－是一般离子导电能力5－8倍电解质溶液浓度：浓度增加时，一方面，离子数增加；另一方面，由于弛豫效应、电泳效应，离子运动速度减小。
乙酸极限摩尔电导率的测定实验报告
乙酸极限摩尔电导率的测定实验报告实验目的：本实验旨在通过测定乙酸的极限摩尔电导率，了解电解质的电离度和离子迁移率的概念，并掌握测定极限摩尔电导率的方法。
实验原理：乙酸是一种弱酸，其分子式为CH3COOH。
在水中，乙酸会部分离解成为乙酸根离子（CH3COO-）和氢离子（H+）。
因此，乙酸是一种电解质。
当电解质溶液中加入外加电势时，正负离子会向相反方向迁移。
此时，在单位时间内通过单位面积所传递的电量称为迁移数。
而单位时间内通过单位面积所传递的总电量称为总电流强度。
根据法拉第第一定律可知，在相同条件下，每个离子在单位时间内通过单位面积所传递的电量与其浓度成正比。
极限摩尔电导率指在无限稀释下，正、负离子迁移数均为1时所对应的摩尔浓度下的摩尔电导率。
由于无法制备无限稀释溶液，因此通常采用阴、阳离子浓度比为1：5000时，所对应的电导率作为极限摩尔电导率的近似值。
实验步骤：1. 将测量室、电极和玻璃仪器清洗干净。
2. 将电极插入测量室中，将盐桥注满KCl溶液并连接到电极上。
3. 取一定量的乙酸加入测量室中，并记录初始体积。
4. 加入一定量的KCl溶液至测量室中，并记录其体积。
5. 通过外加电势，使乙酸和KCl离子向相反方向迁移，记录总电流强度I和时间t。
6. 重复以上步骤，分别取不同质量分数的乙酸溶液进行测定。
实验结果：以质量分数为10%的乙酸溶液为例，其实验数据如下：初始体积V1 = 50mL加入KCl溶液后总体积V2 = 100mL时间t = 300s总电流强度I = 0.002A根据公式：C = (V2-V1)/V2 × M其中C为溶液摩尔浓度，M为溶质摩尔质量。
可得该乙酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L。
根据公式：κ = I/(C × l)其中κ为电导率，l为电极间距离。
可得该乙酸溶液的电导率为0.0008S/cm。
根据公式：λ+ = κ/c+ × 1000λ- = κ/c- × 1000其中λ+、λ-分别为阳、阴离子的迁移率，c+、c-分别为阳、阴离子的浓度。
强电解质极限摩尔电导率的测定.思考题答案
本实验应该注意的事项是什么？1、本实验所用溶液全部用电导水配制，如果用蒸馏水配制，应先测得蒸馏水的电导，并在测得溶液的电导中扣除此值。
2、如果在测量时，预先不知道被测溶液电导率的大小，应先把量程开关置于最大电导率测量档，然后逐档下降。
3、为了提高测量精度，当使用“×103”“×104”这两档时，“校正”必须电导池接妥（电极插头应插入插孔，电极需侵入待测溶液中）的情况下进行。
4、处理数据时，注意电导率单位的换算（电导率仪上单位为μS/cm，计算过程需要换算为S/m）。
5、每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯。
6、在设置温度补偿旋纽时，注意欲测25度下的溶液的电导率值时，温度补偿旋纽指向待测溶液的实际温度，如果要测实际温度下的电导率值，温度补偿旋纽指向25度。
7、电导率仪再使用前，要预热半个小时，使仪器稳定，并且电源线插入电源插座，仪器必须要良好接地。
弱电解质能否如此测定？为什么？若想通过此法求醋酸的∧m∞值，应如何求？不能，弱电解质溶液电导率随浓度变化不明显，因浓度增加使其电离度减小，溶液中真正起导电作用的粒子数目变化不大。
有因为对弱电解质，稀释时导电粒子数目大增加，因此Lm 大大增加，其无限稀释摩尔电导率Λm ∞不可用实验外推法得到。
摩尔率随浓度的关系服从 Ostwa l d 稀释定律。
浓度的平方根与摩尔电导率成直线关系。
测定方法溶液电导率的测定在化学领域中都有那些应用？（1）检验水的纯度在半导体工业中或涉及使用电导测定的科研中，常需要使用高纯度的水，利用电导测定来检验水的纯度非常方便。
水本身有微弱的解离，H ＋和OH －的浓度近似为10－7mol ·dm-3，因为这样，纯水的电导率应为5.5×10-6S ·m-1 (25 OC)。
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强电解质极限摩尔电导率的测定
一实验目的:
1、理解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。
2、掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法。
3、用电导仪测定KCl溶液的摩尔电导率，并用作图外推求其极限摩尔电导。
二实验简要原理
三仪器药品，实验所需的文献数据及其来源
1、仪器试剂
仪器：电导率仪（附：电导电极）1套; 超级恒温槽1
套;
容量瓶(100mL)：7只; 移液管(1mL，5mL，10mL) 各1只;
药品：KCl 0.1000mol/L溶液; 电导水(κ < 1x10-4S.m-1)；蒸馏水。
2、文献数据
四预习提问（对原理，重要操作步骤，注意事项、数据处理提问？
1）本实验应该注意的事项是什么？
2）弱电解质能否如此测定？为什么？若想通过此法求醋酸的∧m∞值，应如何求？
3）溶液电导率的测定在化学领域中都有那些应用？
4）用电导率仪测得的电导数值，准确度怎么样？为什么？
5）如果使用的电导电极所标的电极常数不准确，你能否设计一种方法利用DDS-11A型电导率仪将其矫正。
6）强电解质的电导率与溶液浓度的关系，强电解质的摩尔电导率与溶液浓度的关系？
7）弱电解质的电导率与溶液浓度的关系，弱电解质的摩尔电导率与溶液浓度的关系？
五实验结果要求（文献值和本实验的要求的误差范围）
1、将测量值与文献值比较。
误差范围±0.3％，若显著的偏差，应说明原因。
六影响实验结果的一些因数
影响电导率的因素：
电解质溶液电导率大小主要取决于两方面： 1.离子的多少； 2.离子的运动速度
外界条件的影响：
a. 温度温度越高，离子的运动速度v越大，电导率越大；
b. 溶剂粘度溶剂粘度越大，v越小，电导率越小
离子本性：
a. 水化离子半径r半径r越大，则v越小，电导率越小
b. 离子价数离子价数越大，则v越大，电导率越大
c.特殊迁移方式 H＋、OH－是一般离子导电能力5－8倍
电解质溶液浓度：
浓度增加时，一方面，离子数增加；另一方面，由于弛豫效应、电泳效应，离子运动速度减小。
七实验内容中的思考题回答
见教师辅导
八实验数据记录的表格
１、实验数据记录
室温：℃大气压力：pa
蒸馏水：κ（水）=μS
九实验数据处理举例
室温： 25 ℃大气压力： 100.3 kpa
蒸馏水：κ（水）= 3.45 μS/cm
1.数据处理：
以0.1mol/l的KCl溶液为例：
C=0.1mol/l=100 mol〃m-3；3=10
κ溶液（平）=（12904+12903+12902）/3=12903（μS/cm）=1.2903(S/m)；
κKCl=κ溶液(平)-κ（水）=1.2903S/m - 3.45μS/cm=1.2900S/m
∧m =κKCl/C=1.2900S/m/100mol〃m-3=0.0129
其它数据处理同上
利用数据处理软件绘制环工∧m-3作曲线 当3=0时：∧m=0.01484 即∧m ∞=0.01484
查找文献 25℃ KCl 的极限摩尔电导率为：0.014986
所测的值与文献值相比较：（0.014986-0.01484）/0.014986X100％=0.97％ 十 误差分析
1、 电导率仪自身的设计
较早出现的平衡电导率仪结构笨重粗略。
以DDS-11为代表的指针式电导率仪，形体小、重量轻，但与集成电路型比较其稳定性较差，漂移大，测量结果线性不好，读数不便，因此在每次使用之前必须调零、校满，读数需通过刻度与旋钮倍乘计算获得，同时电容分量影响较大；高纯水时人体感应较严重；一般不具有自动温度补偿，所以存在较多缺陷。
继后发展起来的集成电路数字式是电导率仪，其测量结果线性、准确度、分辨率大幅度提高，并设有随机温度补偿，直接读取基准温度条件下的电导率值#大大方便了使用人员。
现今以单片机为代表的智能型电导率仪，将电导率测量技术推向高峰。
它具有菜单式设置，动量程，可选电极常数，浮点式数字直读多项目同时显示，计算式自动温度补偿；电极常数自动校正，电导率超限报警#多种数据接口，在线实时分析和追忆记录等功能，更加完善了电导测量技术。
使振幅像直流恒压源一样稳定是相对不容易的。
交流电势振幅的稳定性会直接影响到测量的准确度以及所使用运算放大器组成的电导测量电路。
2、 电计引入的误差
（1）测量电势的稳定性引起的误差 为消弱两极板间的极化作用，几乎所有电导率仪均使用交流信号作为测量信号源。
交流信号源要使振幅像直流恒压源一样稳定是相对不容易的。
交流电势振幅的稳定性会直接影响到测量的准确度以及所使用运算放大器组成的电导测量电路。
（2）测量频率的影响
较低频率交流电势作用于低离子浓度的溶液中极化作用表现较轻，但是高离子浓度溶液中表现尤为突出，因此除选择镀石墨或铂黑的电导池外，合理选择测量电势的交变频率尤为重要。
很多电导率仪低离子浓度选择700-100Hz ；高离子浓度选择700-1000Hz 。
也有的采用随离子浓度增大频率逐渐上升的方法。
工作频率并非越高越好，电导池两极板和两条平行的电导池电缆导线构成的分布电容引入的误差分量会增加， 尽管选用了相敏检波电导率仪能分离
电容分量，但较长导线引入的电容分量会导致放大器趋向饱和限幅，高周频率测量低电导电容分量尤为突出，但低波频率测量高电导水质极化是突出矛盾。
（3）电路漂移引入的误差
实验室电导率仪每次使用前需要重新调校，而工业在线电导率仪不具备此条件，也不允许出现较大的漂移，所以要选用高性能的集成电路和温度系数小的元件以及稳定的供电电源，以减少电路的零点漂移和时间漂移。
（4）温度补偿引入的误差
电解质溶液中带电离子，随溶液温度的降低，离子的水化作用增强，离子间的运动阻力增大，溶液的电导率随之降低。
溶液温度升高，离子活度增强，电导率随之增大，由于各厂家的温度补偿系数选用不太一致，经常出现过补偿或欠补偿。
3．电导池引入的误差
（1）电导池选用不当造成的误差
低离子浓度溶液选用亮铂电极、不锈钢电极、钛金属电极，常数分度常见1.0、0.1、0.05、0.01cm-1 。
一般用于工业用水、纯净水和超纯水测量。
高离子浓度电导池选用镀铂黑的铂片或不锈钢电极，带有强腐蚀性的溶液选用石墨电极，常数分度常用1.0、5、10、20。
一般应用于工业用水、污水或浓缩液的测量。
配套不同常数的电极是为测量电计获得相匹配溶液等效电阻和响应度而设计的。
（2）电导池绝缘支架离子玷污或裂痕引入的误差
一、电导池间经常测量含胶体浓的电解质溶液，使用后不及时用纯水洗净会在两极板之间的绝缘支架表面发生离子附着，而存在漏电阻桥，电阻桥的并联作用是无法从读数中消除的。
二、电极导线老化破损漏电、使用不合格电缆；导线加长时引起的绝缘不良，插头、插座接线端子之间脏污受潮，测量中会出现并联作用而导致误报。
（3）电导池两极板表面污着造成的误差
电导池交替测量多种溶液或测量含有胶体的粘稠溶液后会使电导池发生。
一、有效面积改变造成的常数改变；二、污着物使电导池与溶液的接触发生响应斜率改变；三、污着物使电极发生惰性变化。
（4）电导池几何尺寸变化造成常数误差
当电导池发生改变后，两极板间液柱的距离和面积发生变化，L/A的改变使原来标定的常数出现错误，测量读数必然出现差错，只能通过重新标定电极常数才能消除误差。
（5）电导池表面严重腐蚀造成常数改变而引入误差
在一些腐蚀性工艺中安置的在线电导电极，由于受强电解质的长期侵蚀，电极材料表面会出现较深蚀痕，改变了电极常数。
可以使用耐腐蚀材料制造的电极，如钛铂金属或石墨材料构成的电极。
4．外部因素引入的测量误差
（1）器皿不洁引入的测量误差
（2）纯水离线测量引入的误差
（3）安装不当引入的误差
（4）串模干扰信号引入的误差
（5）流速对在线电导率仪表测量准确度的影响。