物化实验指导-电导法测定弱电解质的电离常数

《物理化学实验》指导第1页共3页实验二电导法测定弱电解质的电离常数一、目的要求1．了解溶液的电导，电导率和摩尔电导率的基本概念。2．学时用电导法测定醋酸的电离平衡常数。3．掌握电导率仪的使用方法。二、实验关键1．浓度和温度是影响电导的主要因素，故移液管和容量瓶必须清洗干净，浓度配制要准确；测定电导时电极必须与待测溶液同时一起恒温。2．测电导水的电导时，铂黑电极要用电导水（去离子水）充分冲洗干净，测定中电极不可互换。三．实验原理电解质溶液是靠正，负离子的迁移来传递电流。而弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为m，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得：,,mmm,m和,m分别为无限稀释时的离子电导。对乙酸在25℃时，m＝349.82＋409＝390.8S·cm2·mol－1。一定浓度下的摩尔电导率m与无限稀释的溶液中的摩尔电导率m是有差别的。这是由两个因素造成，一是电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。所以m通常称为表观摩尔电导率。根据电离学说，弱电解质的电离度α随溶液的稀释而增大，当浓度c→0时，电离度α→1。因此在一定温度下，随着溶液浓度的降低，电离度增加，离子数目增加，摩尔电导增加。在无限稀释的溶液中α→1，m→m，故α＝mm根据电离平衡理论，当醋酸在溶液中达到电离平衡时，其电离常数K与初始浓度C及电离度α在电离达到平衡时有如下关系：《物理化学实验》指导第2页共3页12CK将α＝mm代入上式，得到)(2mmmmCK在一定温度下，由实验测得不同浓度下的m值，由上式可得Cm＝Km2m1－Km以Cm对m1作图得一直线，其斜率为Km2，截距为Km。由此可计算出m和K值。四．仪器与试剂DDS—11A型电导率仪；恒温槽（室温在20～25℃时可不用）；25mL刻度移液管；50mL容量瓶（或比色管）6只；烧杯等0.02mol/L醋酸溶液（需预先标定其准确浓度）。五．实验步骤1．HAc系列浓度溶液的配制：先将实验室配好的已知准确浓度的HAc标准溶液准确稀释到0.02mol/L左右（要求三位有效数字），然后取5只洗净的50mL容量瓶（或比色管），分别配制5个不同浓度的HAc溶液，其浓度分别为C、2C、4C、8C、16C（C为原液浓度）。2．调整恒温槽温度为250.1℃。（室温在20～25℃时可不使用恒温槽，但需准确测量并记录溶液温度和室温。）3．连接好电导率仪，开机预热10min，根据铂黑电极上标明的电导池常数调整仪器的电导池常数补偿值。4．溶液电导率的测定：将配好的HAc溶液按照浓度从小到大的顺序，依次测定它们的电导率数值，每个溶液测定后间隔1分钟再测一次，记录2个数据。6．去离子水的电导率测定：倒去小烧杯中的HAc，清洗干净电导池，取50mL电导水（与配HAc溶液所用的去离子水同一批次），恒温后按测溶液方法测其电导率值。《物理化学实验》指导第3页共3页六．数据处理1．根据所测温度下各浓度HAc溶液及电导水的电导率数值，计算HAc溶液不同浓度下的摩尔电导率m。2．以Cm对m1作图，其斜率为Km2，截距为Km。由此计算出m和K值，并与文献值比较。七．思考题1．本实验为何要测电导水的电导率。2．实验中为何选用镀铂黑电极测定？电极使用过程中应注意哪些事项？（附文献值：HAc的m＝390.8S·cm2·mol－1，电离常数K＝1.7×10－5）。