电导法测定弱电解质的电离常数.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,电导法测定弱电解质的电离常数,物理化学实验讲义,化学化工学院物理化学教研室,目的要求,了解溶液电导、电导率、摩尔电导率等基本概念。,掌握用电桥法测量溶液电导的原理和电导率仪的使用及溶液电导测定方法。,了解浓度对弱电解质电导的 影响，用电导法测定醋酸的电离平衡常数。,实验原理,一定温度下，醋酸在水中发生电离，设电离前醋酸的浓度为,C(molL,-1,),，达到电离平衡时，电离度为,，则：,依标准电离平衡常数,K,C,的定义,因此，只要测出,，即可求出,K,C,。,（,1,）,醋酸的电离度可用电导法来测定。,一定温度下，摩尔电导与电离产生的离子浓度成正比，因而也与,成正比，即：,将其代入（,1,）式，得,：,即：,以,m,对 作图，可得一条直线，其,（,2,）,实验时，先测已知电导率的标准,KCl,溶液的电导，由式,求出电导池常数 。再依浓度顺序测出系列未知溶液 的电导，仍由 式求出未知溶液的电导率。再通过 式求出,m,、，则,K,C,、,m,可由式（,2,）求得,（,3,）,仪器和试剂,DDS-303A,型数字电导率仪,恒温瓶,磁力搅拌器,恒温槽,滴管,铁架台,铂黑电导电极,量筒。,醋酸系列溶液,(50ml),二次水,标准,KCl,溶液（,0.01000molL,-1,）,测定装置示意图,图,1.,测定电导率装置图,1.DDS-303A,电导率仪；,2.,恒温瓶；,3.,铂黑电导电极；,4.,待测溶液；,5.,恒温循环水；,6.,磁力搅拌器,实验步骤,调节恒温槽温度为,250.2.,打开电导率仪预热,10min,以上。,校准电导池常数：用标准,KCl,溶液分别润洗恒温瓶和铂黑电导电极，然后用,50ml,量筒量取大概,50ml,的标准,KCl,溶液，倒入恒温瓶中，打开磁力搅拌器，调节温度补偿，将电导率仪调节到测量档，测量标准,KCl,溶液的电导率，等电导率仪读数稳定后，将读数调节到,1413S/cm,。,然后倒掉,KCl,溶液，用最小浓度的醋酸溶液润洗恒温瓶和电导电极，然后倒,50ml,待测溶液入恒温瓶，待电导率仪读数稳定后，记下来读数，即为此溶液的电导率。,重复,3,步，测量其他待测溶液的电导率值。,最后测量二次水的电导率。,测定完毕就让电极浸泡在二次水中。关闭各仪器电源、自来水开关，结束实验。,数据记录与数据处理,1.,数据记录,实验温度：,250.1,，当天大气压：,kPa,0.01000 molL,-1,标准,KCl,的,k=,1.413mScm,-1,其他原始数据记入表,1,中。,表,1,醋酸系列溶液的测定值及计算值,测试液,C,（,molL,-1,）,(Sm,-1,),m,（,Sm,2,mol,-1,）,C,m,2,HAc(1),1,10,3,HAc(2),1,10,2,HAc(3),0.025,HAc(4),0.050,HAc(5),0.10,二次水,/,/,/,数据处理方法,(1),运用式（,3,）计算,m,后，再计算,C,m,2,。,(2),分析,m,、,C,m,2,数据，弃去明显不合理的数据，以,m,对 作出一条直线，求出直线的斜率,k,和截距,b,，根据式（,3,）求出,(3),查阅相关文献，找出醋酸的 、及纯水的电导率，计算测定值与文 献值的百分误差。,注意事项,铂黑电导电极使用前要放在蒸馏水中活化,24h,磁力搅拌器的搅拌速度不能太快，以免打碎铂电极。,测量前电导率仪要预热,10min,以上,换溶液时要先用待测溶液洗恒温瓶和铂黑电导电极,3,次。,待电导率仪读数稳定后，再记读数。,思考题,实验过程中，搅拌时应该注意什么问题？,简述电导率仪的使用方法，为什么测定溶液电导要用交流电,?,。,为何要测电导池常数？如何测定？,公式 适用条件是什么？,实验过程中，为什么要恒温？,电极在 不使用时，应把它浸在蒸馏水中，为什么,?,实验参考,1,影响电导率测定值的因素分析,温度、浓度、仪器稳定性等因素都影响测定结果。特别是在浓度很稀时，更为敏感，例如，新试剂瓶若未经测试液长时间浸泡，也会引入误差。因此，实验中应确保被测溶液与试剂瓶的溶液浓度一致；建议读数时尽量保持恒温槽温度一致，因为恒温槽的温度常有,0.1,左右的波动。,2,数据处理方法的理论分析,由文献知：,故，截距,：,斜率：,由此可算出不同浓度的醋酸溶液的相关物理量，如表,2,所示。,表,2,醋酸系列溶液的理论计算值,测试液,C,i,（,molm,-3,）,(Sm,-1,),m,(,i,),（,Sm,2,mol,-1,）,C,m,2,(,i,),HAc(1),110,-2,0.0002782,2.78210,-2,7.74010,-6,HAc(2),110,-1,0.001331,1.33110,-2,1.77210,-5,HAc(3),1,0.004851,4.85110,-3,2.35310,-5,HAc(4),110,1,0.01605,1.60510,-3,2.57610,-5,HAc(5),110,2,0.05149,5.14910,-4,2.65110,-5,由表,2,可以看出，随着醋酸浓度的增加，,增加，减小，增加。当我们通过,计算 ，进而计算 时，由于数据一直在放大，故测定误差也在放大。因而，若不能把测定误差控制在一定范围，就有可能不随 的减小而单调增加。根据这一特性，我们完全有理由把那些反常实验点去掉。,