电解质溶液活度系数的测定

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x B代之以活度a B，即可表示真实液态混合物中组分B的化学势。

f B=a B/x B

f B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=a B/（b B/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, Hg

Ψ膜ΨL(液接电势)

←—玻璃电极—→| |←—甘汞电极————→

Ψ玻璃=ΨAgCl/Ag + Ψ膜ΨL + ΨHg C l 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±—0.1183lg m±

即lgγ±=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。将此曲线外推，即可求得K`。求得K`后，再将各不同浓度m时所测得的相应E值代入（2）式，就可计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数γ±，同时根据a HCl= a H+ a Cl—= a±2=（γ±m±）2之关系，算出各溶液中HCl 相应的活度。

三、仪器药品：

离子活度计、干电池、移液管若干支

0.1mol/l盐酸溶液

四、实验步骤：

1、溶液的配制

分别配置0.005mol/l、0.01mol/l、0.02mol/l、0.005mol/l及0.1mol/l溶液50 ml

2、不同浓度的盐酸溶液的电动势的测定

测定不同浓度HCl溶液的E。

五、数据处理：

1、求E0

将不同浓度的HCl溶液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，将此曲线外推，求K`

2、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数γ

3.根据公式γB=a B/（b B/b0）及a HCl= a H+ a Cl—= a±2=（γ±m±）2之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。

六、思考讨论：

1、试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。

2、当实验温度接近25摄氏度时，为何可用外推法来确定标准电动势？

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