电解质溶液活度系数的测定

实验十二 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

将理想液体混合物中一组分B 的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B 的化学势。

/B B B

f a x =

B

f 为真实液体混合物中组分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：

/(/)

B B B a b b θϒ=

其中B ϒ为活度因子（或称活度系数）。

电池：Ag ，AgCl| HCL| 玻璃 | 试液 || KCL （饱和）| 22Hg Cl （g ），Hg

ψ

膜 L ψ（液接电势）

玻璃电极 | | 甘汞电极

A /gCl Ag

ψ

ψ

ψ=+膜

玻璃

2

2

L H /g Cl

Hg

ψψ=

上述电池的电动势：

L

E ψ

ψ

ψ

=+-玻璃

Hg Cl /Hg

22 （1）

其中：

K+0.059lg a

ψ=膜

（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250

C 时 0.11831lg L

E K a

ψ

ψ

ψ

=++--AgCl/Ag

Hg Cl /Hg

22

0.11831lg K a =-

K-0.1183lg m

γ=±± （2） 上式可改写为：

K-0.1183lg -0.1183lg E m γ=±± 即

lg (0.1183lg )/0.1183

K E m γ

=--±

±

根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数

有下述关系式 0

/(/)B B B a b b γ=lg γ±=-

所以 (0.1183lg )/0.1183K E m --=-±

或 0.1183lg 0.1183E m K +=+

或将不同浓度的HCl 溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E 值，以

0.11831gm 为横坐标作图，可得一曲线，将此曲线外推，即可求得K 。求的K 后，再将各不同浓度m 时所测得的相应E 值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例子活度系数γ±，同时根据

2

2HCL a a ()H Cl a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl 相应的活度。

三、仪器药品

仪器：离子活度计、干电池、移液管若干支； 药品：0.1mol/L 盐酸溶液

四、试验步骤 1、溶液配制

分别配置0.005mol/L 、0.01mol/L 、0.02mol/L 、0.05 mol/L 及0.1 mol/L 溶液50mL

2、不同浓度的盐酸溶液的电动势测定

测定不同浓度HCl 溶液的E 。 五、注意事项

1、本实验中电池的电动势，存在一个平衡的问题，电动势由小到大，也需15min 左右才能稳定不变，开始时可以较大的氢气流速把管路中的空气驱尽，随后应以稳定不变的氢气流进行工作。

2、铂黑电极有较强的吸附性能．在测定很稀的溶液时，需多次用待测液淋洗，否则可能改变电池的浓度。 六、数据记录

1、求E 。

将不同浓度的HCl 溶液分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm 为纵坐

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0/(/)B B B a b b γ=及22HCL a a ()H Cl a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶

液中HCl 相应的活度。

1、数据处理表：

由图可知K ’=-0.468

2、将K ’带入公式（2）可得

八、思考题

1、试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。

把电池电动势的公式

K-0.1183lg -0.1183lg E m

γ

=±

±

与德拜—休克尔的极限

公式lg γ±=-相结合得到0.1183lg 0.1183E m K +=+；作出直线之后再外推得到K ’,再将K ’代到电动势公式中求出平均离子活度系数。

2、当实验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？

因为接近25时德拜—休克尔公式中的A 才是我们确定的常数为0.509，而不是随浓度变化的值，才能用外推法。 九、误差分析

1、每次测量前，要用待测液洗干净，以免将溶液稀释。

2、由于离子活度计的读数不断地跳跃，最终读得稍微稳定的值都有偏差。

物理化学

实验报告

实验名称：电解质溶液活度系数的测定

姓名：徐奎

班级：12级应用化学

学号：1220405044

指导老师：曹红翠

实验日期：2014/3/13