电解质溶液电导的测定

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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。三、实验步骤：

1、调节恒温槽到25.0 ± 0.1℃。

2、按要求连接电导率仪

3、电导池常数的测定电导池常数l/A S是通过测定已知电导率的电解质溶液的电导有公式求算而得，当电导池常数确定后，本实验就用该电导池测定其他浓度的电解质溶液的电导率。

将待测的0.0200mol/LKCl溶液荡洗电导池，然后加入适量溶液，置于恒温槽中恒温不少于10min,测定该溶液电导L值。重复1次，由附表查出0.0200mol/LKCl的k值，算出l/A，该值用作下面实验中仪器电极常数补偿值。

4、KCl溶液的摩尔电导率的测量用移液管从

0.0200mol/LKCl溶液也中吸出20ml溶液放入干净的试管中，再加入20ml电导水摇匀，将电极先用电导水荡洗并用滤纸吸干，然后再用待测液冲洗后，放入待测液中恒温10min 测量其电导率，重复1次。

再用移液管从该溶液中吸出20ml溶液放入干净的试管中，加入20ml电导水作为下一个浓度的待测溶液，测量其电导率。这样依次稀释测量5-6个浓度溶液的电导率值。最后测量电导水的电导率值。

5、HAc溶液的摩尔电导测定用上述同样方法测定0.0200mol/LHAc溶液。

6、BaSO4溶液的Ksp值的测定按上述方法先测量溶液的电导，再根据公式求取BaSO4溶液的浓度，再算其Ksp值。

7、实验完毕将仪器复原，器皿洗干净。

四、数据处理：

1、由0.02000 mol/dm3KCl的电导率及测出的电阻，求出电导池常数。

（0.02000 mol/dm3 KCl溶液25℃时电导率k = 0.002765 S·cm-1，0.01000 mol/dm3 KCl溶液25℃时电导率k = 0.001413 S·cm-1）

2、通过各浓度KCl溶液及水的电导率算出KCl溶液的摩

尔电导率m Λ，并由它与c 作图，求出c →0时的∞Λm ，

并与文献值比较。

3、查出HAc 的 （390.8S ·cm 2·mol －

1 ),由所测数据计算出HAc 溶液在所测温度下的离解度α和电离常数K c ，

并求出该温度下的K c 的平均值，与文献值比较。

原始数据：

1、求出电导池常数为 1.029

2、KCl 溶液摩尔电导率m Λ

Λm

c / mol/m 3

*10^3

=0.0152S·m2·mol-1

可知，当c→0时∞

Λ

m

而理论值为0.01499(S·m2·mol-1）

其相对误差为（0.0152-0.01499）/0.01499

*100%=1.401%

3、HAc溶液摩尔电导率

Λ

m

已知25℃时，乙酸的

Λ=390.8S·cm2·mol-1=0.03908S·m2·mol-1 m

故可求得K c的平均值为1.8854×10^-5

而理论上K c==1.75×10^-5

因此可求得其相对误差为

(1.8854×10^-5-1.75×10^-5)/1.75×10^-5×100%=7.737%

4：BaSO4的Ksp 的测定

K(溶液)=K（BaSO4）+K(水)

K（BaSO4）= K(溶液)-K(水)

=（12.61×10-4-7.496×10-4）S.m-1

=5.114×10-4S.m-1