实验四电导的测定及其应用(精)

(四) 电导的测定及其应用

一、实验目的

1.了解溶液电导、电导率的基本概念，学会电导(率)仪的使用方法。

2. 掌握溶液电导(率)的测定及应用，并计算弱电解质的电离常数及难溶盐溶液的K sp 。 二、实验原理

1.弱电解质电离常数的测定

一元弱酸或弱碱的电离平衡常数K i 与弱酸或弱碱在溶液中的电离度α之间存在着一定的关系，以乙酸溶液为例:

Ac H HAc +?+

初始浓度 c 0 0 平衡浓度 c-c α c α c α

乙酸的电离平衡常数α

ααα-?=

-=?=+1)(][][][2

2c c c c HAc Ac H K i (1) 而乙酸溶液的离解度α又可由乙酸溶液的摩尔电导m Λ(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·cm 2·mol -1。)与乙酸在该温度下的极限摩尔电导∞Λm (无限稀释的摩尔电导率)的比值求得，即α= m Λ/∞Λm 。这里，一定温度下乙酸的极限摩尔电导λ∞是常数，可查表获得。浓度为c 的乙酸溶液的摩尔电导λ与其电导率k 之间的关系由下式表示：

c

1000

κ

=Λ 而乙酸溶液的电导率κ可由电导率仪直接读出。整理上述各式，得K i 的总表达为

)10(10)(13

6

222?-Λ???Λ??=Λ-ΛΛΛ?=-?=∞∞∞∞κκααm

m m m i c n n c c K (2) 2.CaF 2饱和溶液溶度积(Ksp)的测定

利用电导法能方便的求出微溶盐的溶解度，进而得到其溶度积值。CaF 2的溶解平衡可表示为：CaF 2?Ca 2++2F -

K sp =c(Ca 2+)·[c(F -)]2=4c 3 (3)

微溶盐的溶解度很小，饱和溶液的浓度则很低，所以下式中m Λ可以认为就

是∞Λm (盐)，c 为饱和溶液中微溶盐的溶解度。25℃时，∞

Λm (CaF 2)=2.304×10

2 S ·cm 2·mol -1。

c

1000

)(?=

Λ∞盐盐κm (4)

κ盐是纯微溶盐的电导率。实验中所测定的饱和溶液的电导率值为盐和水的电导率之和。

盐水溶液κκκ+= (5)

这样，可由测得的微溶盐饱和溶液的电导率利用上式求出，再利用(4)式求出溶解度，最后求出K sp 。 三、仪器与试剂 1.仪器

DDS-307型电导率仪；50ml 酸式滴定管两支；100ml 烧杯五只；玻璃棒5根 2.试剂

乙酸溶液(0.1mol/L 左右) 四、实验步骤

1. HAc 电离常数的测定 1).配制不同浓度的乙酸溶液

将五只干燥清洁的100ml 烧杯依次编号1~5号，按表中所列乙酸溶液的体积和水的体积配制成不同浓度的乙酸溶液，搅拌均匀。 2). 测定电导率

用电导率仪依次测定上述配好乙酸溶液的电导率值，记录在表中。

2. CaF 2(或BaSO 4、PbSO 4)饱和溶液溶度积K SP 的测定

1)用电导水洗涤电导池和铂黑电极2～3次，然后注入电导水，恒温后测其电导(率)值，重复测定三次。

2)取约1gCaF 2(或BaSO 4、PbSO 4)，加入约80mL 电导水，煮沸3～5min ，静置片刻后倾掉上层清液。再加电导水、煮沸、再倾掉清液，连续进行五次，分别测第四次和第五次清液的电导(率)。若两次测得的电导(率)值相等，则表明CaF 2(或BaSO 4、PbSO 4)中的杂质已清除干净，清液即为饱和CaF 2(或BaSO 4、PbSO 4)溶液。

实验完毕后仍将电极浸在蒸馏水中。

五、数据记录与结果处理

1) 电导法测定乙酸电离平衡常数、数据记录与处理

电极常数：室温：℃

实验室配制的乙酸溶液的浓度：mol/L

= 3.907×102 S·cm2·mol-1在此温度下查表所得乙酸的极限摩尔电导∞

Λ

m

取实验中5个数值的平均值，即为本实验测得乙酸电离常数K i值。2) CaF2(或BaSO4、PbSO4)饱和溶液溶度积K SP的测定数据记录及处理