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：102.23Kpa
NaCl 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 -|I
1+Ba o I
(1) 和Osager-Falkenhangen 公式 λ=λ0 - (B 1·λ0+B 2)I
1+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)1/2
ε—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 )。

稀溶液中：m≈c.
λ=(k液—k剂)×10-3/c
式中：k为溶液或溶剂的电导率（单位一定要用us/cm）
注:(5)式只适用于非缔合式电解质溶液且浓度在0. lmol/kg以下。

混合溶液、溶剂电导率的测定。

三．实验仪器及试剂
仪器：电导率仪，智能数字恒温控制器，玻璃恒温水浴，25ml容量瓶5个，100ml小烧杯5个，玻璃试管6支。

试剂：蒸馏水，NaCl(分析纯)。

四．实验步骤
1.配制不同浓度的NaCl溶液
用分析天平称取适量NaCl粉末于小烧杯中，取少量蒸馏水使其溶解，转移到事先已用蒸馏水润洗过的25ml容量瓶中，小烧杯用蒸馏水润洗2-3次（少量水），转移到容量瓶中，静置，定容，摇匀。

依如上方法，配制0.01—0.05mol/L NaCl溶液各25ml，依次编号1.2.3.4.5。

2.恒温水浴
设置恒温温度为25℃，6支试管中依次取约2/3 水，1-5号溶液，置入恒温水浴中，5分钟恒温后，依次测其电导率。

3.浓度由低到高依次测电导率
①．开电导率仪电源，温度补偿钮置于25℃刻度线，置于“校正”档，调节常数校正钮，
使仪器显示电导池实际常数。

②．把“量程”开关扳在“检查”位置，调节“校正”使电表指示满度。

③．先将电导率仪扳在最大档，然后逐档下降，使指针能居于较中间的位置停止调档。

④．电极用蒸馏水润洗，擦干，浸入各试管（依次：水，1.2.3.4.5）中。

（注意润洗电极）
⑤．读数，量程开关在黑色档读上行数据，在红色档读下行数据。

读数两次，取平均值。

五．数据记录
六．数据处理
查附录14及附录7得溶剂介电常数及粘度，通过实验原理部分的公式可求算a值。

298K时溶剂的介电常数与粘度及数据a值列表如下：
根据公式λ=(k液—k剂)×10-3/c和lgγ±= a(λ-λ0)- lg(1+0.001vmM )
M=18.01 g/mol，λ0=126.46（S﹒cm2﹒mol-1）,结合如上数据计算电解质溶液的活度系γ±。

所得数据列表如下: 依据如上数据绘制γ±—c图如下：
依据如上数据绘制γ±—c图如下：
由图可看出：温度一定时，随溶液浓度的的增加，电解质溶液活度系数降低，是由于电解质浓度增加时，正、负离子之间静电引力作用增强，电解质溶液中溶剂化自由离子
浓度相对降低，导致活度系数降低。

七．实验小结
与所查文献值相比，所测活度系数值偏高，但均处于可允许的误差范围内，说明此次实验结果较为合理。

通过本次实验，很好的回顾了，电导率仪的使用和电导率的测再一次熟练了溶液的配置和量取，也学会了用电导率法测定活度系数，并且跟老师学到了一些加快实验效率和速度的方法，做实验一定要细心和掌握好分工。

实验误差分析：
1.实验仪器本身的老化和不够精确存在系统误差。

2.实验使用分析天平称量NaCl，NaCl可能存在一些杂质称量过程中存在误差。

3.溶解定容的过程中，可能存在润洗不充分的情况，或定容时，存在一定的视觉偏差。

4.电导仪电极测定时，可能由于电极润洗不充分，带来误差。

5.通过电导率仪读数时，存在一定的读数误差。

6.处理数据的过程中，由于部分的取舍，存在一定误差。

7. 试管放入恒温箱中不够久导致溶液没有到恒定温度。

八．参考文献
[1]王卫东，向翠丽，胡珍珠等，非水溶剂中电解质溶液活度系数的测定：NaCl在1,2-丙二醇中活度系数的
测定[J].盐湖研究.2004,12(1):43-45.
[2]王卫东。

电导法测定电解质溶液的活度系数[A].中国化学会第十届电化学学术会议论文集[C](上集).。