实验十四电导与弱电解质电离平衡常数的测定 1目的要求 (1)了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。 (2)掌握用电桥法测量溶液电导的原理和方法 (3)测定溶液的电导,了解浓度对弱电解质电导的影响,测定弱电解质的电离平衡常数 2基本原理 (1)〓电导、电导率与电导池常数:(导体可分为两类:一类是金属导体,它的导电性是 自由电子定向运动的结果:另一类则是电(解质导体,如酸、碱、盐等电解质溶液,其导电 性则是离子定向运动的结果。对于金属导体,其导电能力的大小通常以电阻R( resistance )表示,而对于电解质溶液的导电能力则2常以电导G( electric conductance)表示。溶液 本身的电阻R和电导G的关系为:)===〓=〓===〓〓G=〖SX(〗1〖〗R〖SX)〗 区JY(Ⅱ111)由欧姆定律(Ohm'slaw)==〓====〓===U=IR〖JY〗 (Ⅱ112)则有〓〓=〓〓〓==〓〓〓〓G=〖SX(〗I〖〗U〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ11 3))式中,I为通过导体的电流,U为外加电压。电阻的单位为欧姆,用俦硎尽5绲 嫉牡〃为西/门子( Siemens,用S或1表示。导体的电阻R与其长度l成正比,而 与其截面积A成反比。*〓〓〓〓〓二〓〓〓〓〓R=瘛糞X(〗1〖〗A〖SX)〗〖JY〗( 114)*式中,袷潜壤J硎驹诠实/恢篇(SD中长1m,截面积为lm2导体 所具有2的电阻,称为电阻率( resistivity),单位是俜m。由式(Ⅱ104)取倒数,并令 〖SX(〗1〖〗瘛糞X)〗可得〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=辍糞X(〗A〖〗1〖SX)〗〖JY〗 (Ⅱ115)7甑莆绲悸( eletrolytic conductivity),也是比例常数,表示长1m,截面积 为1m2导体*的电导。对溶液来说,它表示电极面积为lm2,两极距离为lm时溶液 的电导。单位为1機1或S (对于某一电导池,用来测定的 电极往往是成品电极,两极之间的距离1和电流通过电解质时-镀有铂黑的电极面积A是固定 的,即/A是固定的,称/A为电导池常数,以 K cell表示,单位是m 则式(Ⅱ115)可表示为S〓〓〓〓〓〓〓〓〓=Kcll禊〖JY〗(I116)) 虽然l和A是固定的,但很难直接准确测量。因此,通常是把已知电导率的溶液(常用一定浓- 度的KCl溶液)注入电导池,用平衡电桥法测其电导G,则可求出电导池常数。Kcel 已知后,用相同的方法和同一电导池来测未知溶液的电导。(2)=电导的测定:电导的 测定在实验〖ZH(〗中实际上是测定电阻。随着实验技术的不断发展,目前已有不少测定电 导(和电导率的成品仪器,这些仪器可把测出的电阻值换算成电导值在仪器上反映出来。如 果是(用配套固定的电极,可直接反映出电导率值。但其测量原理都是一样的,和物理学上 测电阻用的韦斯顿( Wheatstone)电桥类似。(测量导体的电导是以补偿法为基础的,即 将一未知电阻与一已知电阻相比较的方法,求得导1体对电流的电阻值。其原理〖ZH)〗如 图(Ⅱ111)所示。〖ⅣY,4〗〖HT5”SS〗图Ⅱ111〓补偿法原理线路图AB是均匀 滑线电阻,沿滑线AB移动接·〖HI5SS〗触点c,找出当零点指示仪器指示无电流通过时 即D、C两点电位相等,因此AD区域间的电位降应等于AC区域间的电位降:同样,BD和
实验十四 电导与弱电解质电离平衡常数的测定 1 目的要求 (1)了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。 (2)掌握用 电桥法测量溶液电导的原理和方法。 (3)测定溶液的电导，了解浓度对弱电解质电导的影响，测定弱电解质的电离平衡常数。 2 基本原理 (1)〓电 导、电导率与电导池常数：(导体可分为两类：一类是金属导体，它的导电性是 自由电子定 向运动的结果；另一类则是电(解质导体，如酸、碱、盐等电解质溶液，其导电 性则是离子 定向运动的结果。对于金属导体.，其导电能力的大小通常以电阻R (resistance )表示， 而对于电解质溶液的导电能力则2常以电导G (electric conductance )表示。溶液 本身的 电阻R和电导G的关系为： )〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=〖SX(〗1〖〗R〖SX)〗 〖JY〗(Ⅱ 11 1) 由欧姆定律( Ohm′s law ) 〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓U=IR〖JY〗 (Ⅱ 11 2) 则有 )〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=〖SX(〗I〖〗U〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ 11 3) ) 式中，I为通过导体的电流，U为外加电压。电阻的单位为欧姆，用 俦硎尽５绲 嫉牡ノ 为西/门子 (Siemens)，用S或 -1 表示。导体的电阻R与其长度l成正比，而 与其 截面积A成反比。 *〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓R=瘛糞X(〗l〖〗A〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ 11 4) *式中，袷潜壤 Ｊ 硎驹诠 实ノ恢篇 (SI)中长1m，截面积为1m 2 导体 所具 有2的电阻，称为电阻率 (resistivity)，单位是俜m 。由式(Ⅱ 10 4)取倒数，并令 = 〖SX(〗1〖〗瘛糞X)〗可得 *〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓G=辍糞X(〗A〖〗l〖SX)〗 〖JY〗 (Ⅱ 11 5) 7瓿莆 绲悸 ( eletrolytic conductivity)，也是比例常数，表示 长1m，截面积 为1m 2 导体*的电导。对溶液来说，它表示电极面积为 1m 2，两极距离 为1m时溶液 的电导。单位为 -1 穖 -1 或S·m -1 。 (对于某一电导池 ，用来测定的 电极往往是成品电极，两极之间的距离l和电流通过电解质时-镀有铂黑的电极 面积A是固定 的，即l／A是固定的，称l／A为电导池常数，以K cell 表示，单位是 m -1 。 则式(Ⅱ 11 5)可表示为 $〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 =K cell 稧〖J Y〗(Ⅱ 11 6) ) 虽然l和A是固定的，但很难直接准确测量。因此，通常是把已知电导率 的溶液(常用一定浓- 度的 KCl 溶液)注入电导池，用平衡电桥法测其电导G，则可求出电 导池常数。K cell 已知后，用相同的方法和同一电导池来测未知溶液的电导。 (2)〓 电导的测定：电导的 测定在实验〖ZH(〗中实际上是测定电阻。随着实验技术的不断发展， 目前已有不少测定电 导(和电导率的成品仪器，这些仪器可把测出的电阻值换算成电导值在 仪器上反映出来。如 果是(用配套固定的电极，可直接反映出电导率值。但其测量原理都是 一样的，和物理学上 测电阻用的韦斯顿( Wheatstone )电桥类似。 (测量导体的电导是 以补偿法为基础的，即 将一未知电阻与一已知电阻相比较的方法，求得导1体对电流的电阻 值。其原理〖ZH)〗如 图(Ⅱ 11 1)所示。〖JY，4〗〖HT5”SS〗图Ⅱ 11 1〓补偿法原 理线路图 AB是均匀 滑线电阻，沿滑线AB移动接-〖HT5SS〗触点c，找出当零点指示仪器指 示无电流通过时， 即D、C两点电位相等，因此AD区'域间的电位降应等于AC区域间的电位降 ；同样，BD和
BC区域间的电位降亦相等。-自电源出来的电流强度为l,在A点电流分为二支,设沿ACB 电路电流强度为1,沿ADB电路电流强度为2,此时2〓〓=〓〓〓=〓〓〓〓〓V AC=lACP=〓VAD=Rl2区JY〗(Ⅱ117)2===〓= 〓〓〓=〓=VBC= 11 BC P=〓VBD=Rx2〖JY〗(Ⅱ118) 式中,V为电位降,1为滑线臂长,P为单位滑线长之电阻。因为〓VAC=VAD 〓〓VBC=VBD所以有*〓〓〓〓〓〓=〓〓〓〓〓Il1ACP=R ll2〖JY〗(Ⅱ119)+〓〓=〓〓〓〓〓==== I 11 BC P=Rx2〖JY〗(Ⅱ 1110)式(Ⅱ119)÷式(Ⅱ1110)2===: 〓=〖sX(〗R1〖〗 Rx〖SX)〗=〖SX(〗1AC〖〗1BC6〖SX)〗〓或〓Rx=〖SX(〗1BC〖〗 1AC〖SX)〗=R1〖JY〗(Ⅱ11111)-式中!BC、1AC、R1均可直接 从仪器上读出,由此可以计算出Rx,其倒数〖Sx(〗1〖〗Rx〖Sx)〗即为待测导体的电 导G。+如果是采用学生型电位计右半部分作为电桥(即学生型电桥),其原理如图(Ⅱ11 2)所示。,主要部分是一个电阻为10俚木冉鹗羲綰H,E+点在LH上可滑动接触 点,滑线LH分有1000刻度,旋动B可读出与LE+相应的刻度,设计刻度为A,于是可计算 出〖SX(〗LE+〖〗HE+〖SX)〗之比值,亦即5〓〓〓=========〓Rx 〖SX(〗A〖〗1000A〖SX)〗R1〖JY〗(Ⅱ1112)-为了测定更精确,可以将接触点 由LH移到L′H′,H与H′之间、L与L′之间各有一个45俚牡缱瑁诘缜牌胶馐豹6 〓〓〓〓〓〓〓〓===〓=Rx=〖SX(〗4500+A〖〗5500A〖SX)〗R1〖JY〗(Ⅱ11 13)这样灵敏度提高10倍。 $〖HTSS〗〖JZ(〗图Ⅲ112 〓学生型电位差计测电阻时线路图)1振荡器〓2电键〓3电导池〓4耳机〓5电 阻箱〖JZ)〗 〖HT5SS〗(3)〓摩尔电导率、电离度及电离常数:5摩尔电导率( molar conductiⅳviy)是指把含lmol电解质的溶液全部置于相距为lm的两电极间,这时所具有的电导 用甄表示。此时,溶液的摩尔电导率"〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓戴=闢m〖JY〗(Ⅱl 1114)0Vm是1mol电解质溶液的体积,单位是m3·mol-1。若溶液的 浓度为c(mol·m-3),则〖WTBx〗1〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓Vm=闢 m=〖SX(〗〖〗c〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ1115),溶液的甄其单位为S·m2·mol m随溶液浓度而改变,溶液越稀,甄(越大。因为当溶液无限稀释时,电解 质分子全部电离,此时,摩尔电导率最大,这一最大值(称为极限摩尔电导率,以恕蕺 璵表示之。藍要小于恕蕺璵,弱电解质)溶液甄与恕蕺璵之比象征着电解质 的电离程度或称其为电离度,以岜硎局椽0〓=〓〓〓==〓=〓==〖SX(〗 甄〖〗恕蕺璵〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ1116)1-1型电解质在溶液中建立平衡时〓=〓 ==〓〓====AB=A++B 设未离解时AB的浓度为c,其电离度为幔 则平衡时 〓〓〓====CAB=c(1-)〖JY〗(Ⅱl 17)〓〓〓〓 〓〓〓〓〓〓=CA+=CB=醅区JY〗(Ⅱ1118)根据质量作用定律, AB电离常数为2〓====〓=〓===〓Kc=〖SX(〗〖sx(〗c〖〗c〖SX)〗 2〖〗1-帷糞X)〗区JY〗(Ⅱl1119)!对弱电解质〓〓〓=〖SX(〗甄〖〗恕蕺 璵〖SX)〗〓二==〓〓=〓===Kc=〖SX(〗〖SX(〗c〖〗c〖SX)〗2m 〖〗′恕蕺璵(恕蕺璵-甄)〖SX)〗〖JY〗(I1120)(在实验中如能测出不同 浓度c时的电导,再由电导求出摩尔电导率,并从文献查出 m,则可根据(Il11 20)式计算弱电解质的电离常数。(4〓浓度对电导的影响:0科尔劳乌施( Kohlrausch
BC区域间的电位降亦相等。 -自电源出来的电流强度为I，在A点电流分为二 支，设沿ACB 电路电流强度为I 1，沿ADB电路电流强度为I 2，此时 2〓〓〓〓〓〓〓〓 〓〓〓〓V AC =I 1l AC P〓〓V AD =R 1I 2〖JY〗(Ⅱ 11 7) 2〓〓〓 〓〓〓 〓〓〓〓〓〓V BC =I 1l BC P〓〓V BD =R xI 2〖JY〗(Ⅱ 11 8 ) 式中，V为电位降，l为滑线臂长，P为单位滑线长之电阻。 因为〓V AC =V AD 〓〓V BC =V BD 所以有 *〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓I 1l AC P=R 1I 2〖JY〗(Ⅱ 11 9) +〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓I 1l BC P=R xI 2〖JY〗(Ⅱ 11 10) 式(Ⅱ 11 9)÷式(Ⅱ 11 10) 2〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〖SX(〗R 1〖 〗 R x〖SX)〗=〖SX(〗l AC 〖〗l BC 6〖SX)〗〓或〓R x=〖SX(〗l BC 〖 〗 l AC 〖SX)〗=R 1〖JY〗(Ⅱ 11 11) -式中l BC 、l AC 、R 1均可直 接 从仪器上读出，由此可以计算出R x，其倒数〖SX(〗1〖〗R x〖SX)〗即为待测导体的 电 导G。 +如果是采用学生型电位计右半部分作为电桥(即学生型电桥)，其原理如图(Ⅱ 1 1 2)所示。 ,主要部分是一个电阻为10 俚木 冉鹗羲縇H，E +点在LH上可滑动接触 点，滑线LH分有1000.刻度，旋动B可读出与LE +相应的刻度，设计刻度为A，于是可计算 出 〖SX(〗LE +〖〗HE +〖SX)〗之比值，亦即 5〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓R x= 〖SX( 〗A〖〗1000-A〖SX)〗R 1〖JY〗(Ⅱ 11 12) -为了测定更精确，可以将接触点 由LH移 到L′H′，H与H′之间、L与L′之间各有一个45 俚牡缱瑁 诘缜牌胶馐豹 6 〓〓〓〓 〓〓〓〓〓〓〓〓〓R x=〖SX(〗4500+A〖〗5500-A〖SX)〗R 1〖JY〗(Ⅱ 11 13) 这 样灵敏度提高10倍。 $〖HT5”SS〗〖JZ(〗图Ⅱ 11 2 〓学生型电 位差计测电阻时线路图 )1 振荡器〓2 电键〓3 电导池〓4 耳机〓5 电 阻箱〖JZ)〗 〖HT5SS〗(3)〓摩尔电导率、电离度及电离常数：5摩尔电导率( molar conductivity )是指把含1mol电解质的溶液全部置于相距为1m的两电极间，这时所具有的电导， 用 薽 表示。此时，溶液的摩尔电导率 "〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 薽=闢 m〖JY〗(Ⅱ 11 14) 0V m是 1mol电解质溶液的体积，单位是m 3·mol -1 。若溶液的 浓度为c (mol·m -3 )，则 〖WTBX〗1〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓V m=闢 m=〖SX(〗 〖〗c〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ 11 15) ,溶液的 薽其单位为 S·m 2·mol -1 。 m随溶液浓度而改变，溶液越稀， 薽(越大。因为当溶液无限稀释时，电解 质分子全部 电离，此时，摩尔电导率最大，这一最大值(称为极限摩尔电导率，以 恕蕺 璵表示之 。 薽要小于 恕蕺 璵，弱电解质)溶液 薽与 恕蕺 璵之比象征着电解质 的 电离程度或称其为电离度，以岜硎局 椽 0〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 =〖SX(〗 薽 〖〗 恕蕺 璵〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ 11 16) 1-1型电解质在溶液中建立平衡时 〓〓 〓 〓〓〓〓〓〓〓〓〓 AB=A ++B - 设未离解时 AB 的浓度为c，其电离度为幔 则平衡时 '〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓C AB =c(1- )〖JY〗(Ⅱ 11 17) ,〓〓〓 〓 〓〓〓〓〓〓〓〓C A + =C B - =醕〖JY〗(Ⅱ 11 18) 根据质量作用定 律， AB 电离常数为 2〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓K c=〖SX(〗〖SX(〗c〖〗c 〖SX )〗 2〖〗1-帷糞X)〗〖JY〗(Ⅱ 11 19) !对弱电解质〓〓〓 =〖SX(〗 薽〖〗 恕蕺 璵〖SX)〗 .〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓K c=〖SX(〗〖SX(〗c〖〗c 〖SX )〗 2 m 〖〗' 恕蕺 璵( 恕蕺 璵- 薽)〖SX)〗〖JY〗(Ⅱ 11 20) (在实验中如能测出不同 浓度c时的电导，再由电导求出摩尔电导率，并从文献查出 ∞ m，则可根据(Ⅱ 11 20)式计算弱电解质的电离常数。 (4)〓浓度对电导的影响： 0科尔劳乌施( Kohlrausch
)根据实验结果发现,在浓度极稀时强电解质的甄与〖KF(〗c〖KF)〗几乎成线性关系 2〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓甄=恕蕺璵(1-狻糈F(〗c〖KF)〗)〖JY〗(Ⅱ1121) 式中庠谝欢万露认拢杂谝欢牡缃庵屎腿芗晾此凳一个常数。2但对弱电解质来说, 如CH3COOH、NH4OH等,直到溶液稀释至0005mol·L-1!时,摩尔电导 率甄与〖KF(〗c〖KF)〗仍然不成线性关系。〖HS2〗〖HTH〗3〓仪器〓药品〖HT5SS〗 #区WB〗学生型电位计(或其它电桥装置〓=======〓〖WB〗1台〖DW〗压触电 键〖DW〗1个〖DW〗蜂鸣器(或示波器)〖DW〗1台〖DW〗电阻箱〖DW〗1个〖DW〗 双刀开关〖DW〗1个〖DW〗直流电源(根据配套要求,有的需要交流电源)〖DW〗铂 黑电极〖DW〗1对〖Dw〗20mL移液管〖DW〗5个〖DW〗电导池管〖DW〗5个 〖DW〗恒温水浴〖DW〗1套$电导水:00200mol·dm-3KCl:01000 00500mol·L-1、00250mol·L-1 00125 mol·L-1CH3COOH 〖HS2〗〖HIH〗4〓实验步骤〖HTSS(1) 〓连接线路:)在阅读并熟悉测电导原理的前提下,对用学生型电位差计作电桥装置者可按图 Ⅱ1112所示*方法连接。对用其它电桥装置的可按图Ⅱ111所示原理图连接(采用示波 器和采用耳机作(为平衡零点指示器时,在线路连接具体操作上稍有区别,但基本原理是 样的)。经指导教师检査后可开始实验。〖WTBZ〗(2)〓温度控制:)在连接线路的「 调节恒温水浴至2982±01K。洗净5个电导池管,并烘干。(3)〓电导池常数K 的测定:,取一个烘干凉下来的电导池管放入2982K恒温槽中。用00200mol·L 1KCl溶液冲5洗20mL移液管和铂黑电极2次~3次。然后用20mL移液管吸取40mL0020 omol·L-1KC$l溶液放入电导池中,插入铂黑电极并接上电路,使液面超过电极lcm~ 2cm。恒温15min后测该溶液的电阻Rx。)合上双刀开关,蜂鸣器发生嗡嗡声后,旋转 圆盘使指针指于500;调节电阻箱,断续压下压#触电键,当耳机声音很小后,再来调节旋盘 使耳机直到没有声音为止。记下此时电阻箱的电阻R和旋盘上A的刻度。此操作可重复2 次~3次。(4)〓不同浓度CH3COOH溶液电导率的测定:2可以用容量瓶和移液管事先把0 1000mol·L-1CH3COOH以电导水分别稀释成005500mol·L-1、0 0250mol-1和00125mol-1不同浓度的溶液备用。也可以边测定边稀释(见 后)。/取出上述实验用的铂黑电极,用电导水冲洗干净,再用01000mol·L-1CH 3CoO0H溶液洗3次。另取一干净电导池管浸入恒温槽,用移液管移取40mL0100mnod·L KCl溶液注入电导池管(移液管应先用01000mol·L KC洗3次),放入电 极,保持液面超过电极lcm~2cm,恒温l5min,按上法测其电阻Rx,并重复测定2 次~3次。5按同样方法测定00500mol·L (将01000m0l·L-1CH 3OOH取出一半4,加入等量电导水,以下类推)、00250mol·L-1和00125molL 1CH3COOH的电阻。)实验完毕,倒出CH3COOH溶液,将电极用蒸馏水冲 洗后浸入蒸馏水中,洗净所有用过的玻璃仪器,关掉开关,整理好仪器。(本实验如用示 波器代替蜂鸣器,同学们应首先在指导教师指导下,熟悉示波器的原理、应用和操作方法, 然后对上述实验步骤略作改动。)〖HS2〗〖HIH〗5〓数据处理〖HT5SS〗电导池常 数 K cell测定数据(〖JZ〗室温:〖CD#3〗K〓实验温度:〖CD3〗K〓大气压 〖CDH#3〗Pa〖HI6SS〗〖BG(〗〖BHG2,WK10,K15W〗 电阻Rx()〖BH〗电导池常数(m-1)〖BG〗〗%〖HI6H〗〖JZ〗CH 3COOH溶液的电离常数测定数据〖HT6SS〗#〖BG(〗〖BHG4,WK7,K2,K3,K6
)根据实验结果发现，在浓度极稀时强电解质的 薽与〖KF( 〗c〖KF)〗几乎成线性关系 2〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 薽= 恕蕺 璵(1-狻糑F( 〗c〖KF)〗)〖JY〗(Ⅱ 11 21) 式中庠谝欢ㄎ露认拢 杂谝欢ǖ牡缃庵屎腿芗晾此凳 一个常数。 2但对弱电解质来说， 如 CH 3COOH、NH 4OH等，直到溶液稀释至0 005mol ·L -1 ! 时，摩尔电导 率 薽与〖KF(〗c〖KF)〗仍然不成线性关系。 〖HS2〗〖H T5H〗3〓仪器〓药品 〖HT5SS〗 #〖WB〗学生型电位计(或其它电桥装置)〓〓〓〓〓〓〓〓 〓〖WB〗1台 〖DW〗压触电 键〖DW〗1个 〖DW〗蜂鸣器(或示波器)〖DW〗1台 〖DW〗电 阻箱〖DW〗1个 〖DW〗 双刀开关〖DW〗1个 〖DW〗直流电源(根据配套要求，有的需要交 流电源) 〖DW〗铂 黑电极〖DW〗1对 〖DW〗20 mL 移液管〖DW〗5个 〖DW〗电导池管 〖DW〗5个 〖DW〗恒温水浴〖DW〗1套 $电导水：0 0 200mol·dm -3 KCl； 0 1 000 mo6l·L -1 、0 0500 mol·L -1 、0 0250 mol·L -1 、0 0125 mol·L -1 CH 3COOH。 〖HS2〗〖HT5H〗4〓实验步骤 〖HT5SS〗 (1 ) 〓连接线路：)在阅读并熟悉测电导原理的前提下，对用学生型电位差计作电桥装置者可按 图 Ⅱ 11 2所示*方法连接。对用其它电桥装置的可按图Ⅱ 11 1所示原理图连接(采用示 波 器和采用耳机作(为平衡零点指示器时，在线路连接具体操作上稍有区别，但基本原理是 一 样的)。经指导教师检查后可开始实验。 〖WTBZ〗 (2)〓温度控制：)在连接线路的同时 ， 调节恒温水浴至298 2±0 1K。洗净5个电导池管，并烘干。 (3)〓电导池常数 K cell 的测定：,取一个烘干凉下来的电导池管放入298 2K恒温槽中。用0 0200mol·L -1 KCl溶液冲5洗20mL移液管和铂黑电极2次～3次。然后用20mL移液管吸取40mL0 020 0mol·L -1 KC$l溶液放入电导池中，插入铂黑电极并接上电路，使液面超过电极1cm～ 2cm。恒温15min后测该溶液的电阻 R x 。 )合上双刀开关，蜂鸣器发生嗡嗡声后，旋 转 圆盘使指针指于500；调节电阻箱，断续压下压#触电键，当耳机声音很小后，再来调节旋 盘 使耳机直到没有声音为止。记下此时电阻箱的电阻 R和旋盘上A 的刻度。此操作可重复 2 次～3次。 (4)〓不同浓度CH 3COOH溶液电导率的测定：2可以用容量瓶和移液管事先把0 1000mol·L -1 CH 3COOH以电导水分别稀释成0 05500mol·L -1 、0 0250mo l·L -1 和0 0125mol·L -1 不同浓度的溶液备用。也可以边测定边稀释(见 后) 。 /取出上述实验用的铂黑电极，用电导水冲洗干净，再用0 1000mol·L -1 CH 3C OO0H溶液洗3次。另取一干净电导池管浸入恒温槽，用移液管移取40mL0 1000mol·L -1 1KCl溶液注入电导池管(移液管应先用0 1000mol·L -1 KCl洗3次)，放入电 极，保 持/液面超过电极1cm～2cm，恒温15min，按上法测其电阻 R x ，并重复测定2 次～3次。 5按同样方法测定0 0500mol·L -1 (将0 1000mol·L -1 CH 3COOH取出一半4 ，加入等量电导水，以下类推)、0 0250mol·L -1 和0 0125mol·L -1 CH 3 COOH的电阻。 )实验完毕，倒出CH 3COOH溶液，将电极用蒸馏水冲 洗后浸入蒸馏水中，洗 净所有用过的玻璃仪器，关掉开关，整理好仪器。 ((本实验如用示 波器代替蜂鸣器，同学 们应首先在指导教师指导下，熟悉示波器的原理、应用和操作方法， 然后对上述实验步骤略 作改动。) 〖HS2〗〖HT5H〗5〓数据处理 〖HT5SS〗电导池常 数 K cell 测定数 据 (〖JZ〗室温：〖CD#3〗K〓实验温度：〖CD#3〗K〓大气压 〖CD#3〗Pa 〖HT6SS〗〖BG (!〗〖BHG2，WK10，K15W〗 电阻 R x ( )〖BH〗电导池常数(m -1 )〖BG〗〗 %〖HT6H〗〖JZ〗CH 3COOH 溶液 的电离常数测定数据 〖HT6SS〗#〖BG(!〗〖BHG4，WK7，K2，K3，K6
K8,K3,K5W〗CH3COOH(mol·L 1)〖〗次数〖〗R ()〖〗电 导率 (1-1機1)〖〗摩尔电导率甄S機2機ol 〖〗电离度帷肌降离常数Kc〖BHG3〗01000〖〗12〖BH〗00500 〖〗12〖BH〗00250〖〗12〖BH〗00125〖〗12.〖BH〓〖〗〓〖〗〓 〖〗〓〖〗〓区〗〓〖〗Kc平=〖BG)〗〖HTsS〗.(1)〓由实验步骤(3) 的测量数据,用式(Ⅱ1112)(其中R1为变阻箱的读数,A为转动旋盘2的读 数)计算00200mo·L-1KCl溶液的电导G,并由式(Ⅱ106计算电 导池+常数, K cell值取几次测量平均值(KCl溶液的 请查本书Ⅳ附录) 2(2〓由实验步骤(4)的测量数据,用式(Ⅱ1112)计算不同浓度CH3COOH溶 液的电导G0,并由式(Ⅱ116和式(Ⅱ1115)计算各个不同浓度下CH 3OOH的电导率和摩尔电导率。03)〓已知醋酸溶液在298K无限稀释时的摩尔电导率 恕蕺璵=00390s·m2·(mol-1,利用式(Ⅱ1116计算在各个 不同浓度时的电离度帷*0(4)〓利用式(Ⅱ1119)或式(Ⅱ1120)计算各个 醋酸浓度时的电离常数Kc,取其,平均值,并与文献值比较,计算其相对误着文献 值 772×10-5)。,(5〓以醋酸溶液的摩尔电导率藍对醋酸浓度 的平方根〖KF(〗c〖KF〗作图。(6〓结果要求及文献值6结果要求:2982K 时CH3COOH电离常数K 应在1700×105~1800×10 5范围内。$所列表、CH3COOH的戴~〖KF(〗c〖KF)〗图要规范 文献值:不同温度时CH3COOH的电离平衡常数如下:"〖HT6SS〗〖BG(〗〖BHG4 WK5*2,WK5*2。5W〗8温度(K)Kc×105〖〗27821698〖〗288 21746〖〗29821754〖〗30821730〖〗32321630 〖BG)〗#〖HI5”SS〗〓〓摘自《化学便览》基础编Ⅱ,10551966)。〖HIH〗〖HS2〗 6〓注意事项〖HT5SS〗)(1〓温度对电导的影响较大,所以在整个实验过程中必须保证 在同一温度下进行,恒温槽!的温度控制尤其值得注意。并保持换溶液后恒温足够时间后 再进行测定。)2)〓本实验核心是电极,由于铂黑玻璃电极极易损坏,在实验中,尤其 是在冲洗时注意不要碰损铂黑或电极其它部位,用毕后及时将电极洗净并浸泡在蒸馏水 中。1〖HT5SS〗铂黑电极的制备和使用:为了预防可能发〖TPA,11。18,Y,PZ#〗 〖TSO〖JZ0〖HI5”SS〗图113=镀铂黑线路图1铂电极〓2电镀池〓 毫安计〓=〓&4蓄电池〓5双刀开关〓6可调电位器〖JZ〗〗〖TS〗〗〖 HTSSS〗 生的极化,电极表面应镀以细微的铂粒(铂黑)。)镀铂黑线路如图Ⅱ113,先把滑 线电阻放在最小,然后慢慢增大直到电极附近放出气泡为止。每(分钟改变电流方向一次 直至电极表面镀上一层薄薄的铂黑为止。然后用蒸馏水仔细冲洗,-再在稀H2SO 4(10%)溶液中电解几分钟,此时以铂黑电极为阴极,另取铂丝为阳极,目的&是把吸附在 铂黑电极上的氯还原为HCl后溶于水中,镀完后再用蒸馏水冲洗。多次用+过的铂黑电极 在使用中如果发现不正常,可浸入10%的HNO3或HCl中2min,然后(用蒸馏水冲洗 再行测量,如情况并无改善,则铂黑必须重新电镀。镀前先将铂黑电极在王水'中电解数 分钟,每分钟改变电流方向一次,铂黑即行溶解。铂先恢复光亮,用铬酸钾和浓2SO 4的混合溶液浸洗,使其彻底洁浄,再用蒸馏水冲洗,即可镀上铂黑。使用铂黑电$极 时必须小心,不能用手或其它物品接触铂黑以免脱落。用完后浸入蒸馏水中。(3)〓在 测定过程中,应避免连续长时间使压触电键处于接触状态,尤其当耳机声音较大时,尽量
K8，K3，K5W〗.CH 3COOH (mol·L -1 )〖〗次数〖〗 R x ( )〖〗电 导率 ( / -1 穖 -1 )〖〗摩尔电导率 薽 (S 穖 2 穖 ol -1 ) 〖〗电离度 帷肌降 离常数 K c 〖BHG3〗0 1000〖〗1 2〖BH〗0 0500 〖〗1 2〖BH〗0 0250〖〗1 2〖BH〗0 0125〖〗1 2,〖BH〗〓〖〗〓〖〗〓 〖〗〓〖〗〓〖〗〓〖〗 K c 平 = 〖BG)〗 〖HT5SS〗.(1)〓由实验步骤(3) 的测量数据，用式(Ⅱ 11 12)(其中 R 1 为变 阻箱的读数，A 为转动旋盘 2 的读 数)计算 0 0200mol·L -1 KCl 溶液的电导 G ，并 由式(Ⅱ 10 6)计算电 导池+常数， K cell 值取几次测量平均值(KCl 溶液的 值请查本书Ⅳ附录)。 2(2)〓由实验步骤(4)的测量数据，用式(Ⅱ 11 12)计算不同浓 度 CH 3COOH 溶 液的电导 G0 ，并由式(Ⅱ 11 6)和式(Ⅱ 11 15)计算各个不同浓度下 CH 3COOH 的电导率和摩尔电导率。 0(3)〓已知醋酸溶液在 298K 无限稀释时的摩尔电导率 恕蕺 璵 =0 0390S·m 2·(mol -1 ，利用式(Ⅱ 11 16)计算在各个 不同 浓度时的电离度 帷＊ 0(4)〓利用式(Ⅱ 11 19)或式(Ⅱ 11 20)计算各个 醋酸浓度 时的电离常数 K c，取其,平均值，并与文献值比较，计算其相对误差(文献 值 K c =1 772×10 -5 )。 ,(5)〓以醋酸溶液的摩尔电导率 薽对醋酸浓度 的平方根〖KF(〗 c〖KF)〗 作图。 (6)〓结果要求及文献值 6 结果要求：298 2K 时 CH 3COOH 电离常数 K c 应在 1 700×10 -5 ～1 800×10 -5 范围内。 $所列表、CH 3CO OH 的 薽～〖KF(〗c〖KF)〗 图要规范。 文献值：不同温度时 CH 3COOH 的电离平衡 常数如下： "〖HT6SS〗〖BG(!〗〖BHG4， WK5*2，WK5*2。5W〗8 温度(K) K c ×10 5〖〗278 2 1 698〖〗288 2 1 746〖〗298 2 1 754〖〗308 2 1 730〖〗323 2 1 630 〖BG)〗#〖HT5”SS〗〓〓摘自《化学便览》基础编Ⅱ，1055(1966)。 〖HT5H 〗〖HS2〗 6〓注意事项 〖HT5SS〗)(1)〓温度对电导的影响较大，所以在整个实验过程中 必须保证 在同一温度下进行，恒温槽!的温度控制尤其值得注意。并保持换溶液后恒温足够 时间后 再进行测定。 )(2)〓本实验核心是电极，由于铂黑玻璃电极极易损坏，在实验中， 尤其 是在冲洗时注意不!要碰损铂黑或电极其它部位，用毕后及时将电极洗净并浸泡在蒸馏 水 中。 1〖HT5SS〗铂黑电极的制备和使用：为了预防可能发〖TPA，11。18，Y，PZ#〗 〖T S()〖JZ()〖HT5”SS〗图Ⅱ 11 3〓镀铂黑线路图 1 铂电极〓2 电镀池〓3 毫安计 〓〓〓 &4 蓄电池〓5 双刀开关〓6 可调电位器〖JZ〗〗〖TS〗〗 〖HT5SS〗 生的极化 ，电极表面应镀以细微的铂粒(铂黑)。 )镀铂黑线路如图Ⅱ 11 3，先把滑 线电阻放在最 小，然后慢慢增大直到电极附近放出气泡为止。每(分钟改变电流方向一次， 直至电极表面 镀上一层薄薄的铂黑为止。然后用蒸馏水仔细冲洗，-再在稀 H 2SO 4(10%)溶液中电解几 分钟，此时以铂黑电极为阴极，另取铂丝为阳极，目的&是把吸附在 铂黑电极上的氯还原为 H Cl 后溶于水中，镀完后再用蒸馏水冲洗。多次用+过的铂黑电极， 在使用中如果发现不正常 ，可浸入 10%的 HNO 3 或 HCl 中 2min，然后(用蒸馏水冲洗 再行测量，如情况并无改善，则铂 黑必须重新电镀。镀前先将铂黑电极在王水'中电解数 分钟，每分钟改变电流方向一次，铂 黑即行溶解。铂先恢复光亮，用铬酸钾和浓*H 2SO 4 的混合溶液浸洗，使其彻底洁净，再 用蒸馏水冲洗，即可镀上铂黑。使用铂黑电$极 时必须小心，不能用手或其它物品接触铂黑 以免脱落。用完后浸入蒸馏水中。 ((3)〓在 测定过程中，应避免连续长时间使压触电键处 于接触状态，尤其当耳机声音较大时，尽量
以少而短促的弹压方式使电键触通进行测定。(4)〓稀释溶液的水一定要用电导水 〖HS2〗〖HIH〗7〓思考题〖HI5sS(1)〓什么叫溶液的电导、摩尔电导率和电导率? (2)〓溶液的电导率、摩尔电导率与浓度的关系怎样?(3〓为什么要测电导池常数?如 何测定?&(4)〓为什么测定溶液电导要用交流电?在什么情况下可用市电,甚至直流电源? (5)〓交流电桥平衡的条件是什么?*(6〓影响溶液电导的因素主要有哪些?实验中应 采取哪些相应措施来防止这些因素的影响?(7)〓电极在不使用时,应把它浸在蒸馏水 中,为什么?&(8)〓在实验过程中,不小心触动了电极,为什么会对最后的结果有影响
以少而短促的弹压方式使电键触通进行测定。 (4)〓稀释溶液的水一定要用电导水。 〖HS2〗〖HT5H〗7〓思考题 〖HT5SS〗(1)〓什么 叫溶液的电导、摩尔电导率和电导率? (2)〓溶液的电导率、摩尔电导率与浓度的关系怎样 ? (3)〓为什么要测电导池常数?如 何测定? &(4)〓为什么测定溶液电导要用交流电?在什 么情况下可用市电，甚至直流电源? (5)〓交流电桥平衡的条件是什么? *(6)〓影响溶液 电导的因素主要有哪些?实验中应 采取哪些相应措施来防止这些因素的影响? (7)〓电极在 不使用时，应把它浸在蒸馏水 中，为什么? &(8)〓在实验过程中，不小心触动了电极，为 什么会对最后的结果有影响