电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理.doc

电导法测定醋酸电离常数
一、 实验目得
1、了解溶液电导、电导率与摩尔电导率得概念;
2、测量电解质溶液得摩尔电导率,并计算弱电解质溶液得电离常数。
二、 实验原理
电解质溶液就是靠正、负离子得迁移来传递电流。而弱电解质溶液中,只有已电离部分才能承担传递电量得任务。在无限稀释得溶液中可以认为电解质已全部电离,此时溶液得摩尔电导率为Λ∞m,而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。
一定浓度下得摩尔电导率Λm与无限稀释得溶液中摩尔电导率Λ∞m就是有差别得。这由两个因素造成,一就是电解质溶液得不完全离解,二就是离子间存在着相互作用力。所以,Λm通常称为表观摩尔电导率。
Λm/Λ∞m=α(U++ U-)/(U+∞+ U-∞)
若U+= U-,,U+∞=U-∞则
Λm/Λ∞m=α
式中α为电离度。
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数Kaө,起始浓度C0,电离度α有以下关系: AB A+ + B-
起始浓度mol/L: C0 0 0
平衡浓度mol/L: C0·(1-α) αC0 αC0
Kcө=[c(A+)/cө][c(B-)/cө]/[c(AB)/cө]=C0α2/(1-α)=C0Λm2/[cөΛ∞m(Λ∞m-Λm)]
根据离子独立定律,Λ∞m可以从离子得无限稀释得摩尔电导率计算出来。Λm可以从电导率得测定求得,然后求出Kaө。
ΛmC0/cө =Λ∞m2Kcө/Λm-Λ∞mKcө
通过ΛmC0/cө ~1/Λm作图,由直线斜率=Λ∞m2Kcө,可求出Kcө。
三、仪器与试剂
DDS-11A(T)型电导率仪1台;恒温槽1套;0、1000mol/L醋酸溶液。
四、实验步骤
1、调整恒温槽温度为25℃±0、3℃。
2、用洗净、烘干得义形管1支,加入20、00mL得0、1000mol/L醋酸溶液,测其电导率。
3、用吸取醋酸得移液管从电导池中吸出10、00mL醋酸溶液弃去,用另一支移液管取10、00mL电导水注入电导池,混合均匀,温度恒定后,测其电导率,如此操作,共稀释4次。
4、倒去醋酸溶液,洗净电导池,最后用电导水淋洗。注入20mL电导水,测其电导率。
五、实验注意事项
1、本实验配制溶液时,均需用电导水。
2、温度对电导有较大影响,所以整个实验必须在同一温度下进行。每次用电导水稀释溶液时,需温度相同。因此可以预先把电导水装入锥形瓶,置于恒温槽中恒温。
六、数据记录及处理
第一次实验:实验温度:25、2℃,电导池常数K(l/A):0、94 m-1,Λ∞m=390、72 s、cm2/mol-1
表1 醋酸电离常数得测定
c(HAC)
mol、L-1
电导率κ/us、cm-1
Λm
s、m2、mol-1
电离度
α
Kcө
κ1
κ2
κ3
κ平
1、000×10-1
5、20×102
5、20×102
5、20×102
5、20×102
5、17×10-4
0、0142
1、78×10-5
5、000×10-2
3、75×102
3、76×102
3、74×102
3、75×102
7、44×10-4
0、0199
1、85×10-5
2、500×10-2
2、62×102
2、66×102
2、68×102
2、65×102
1、05×10-3
0、0275
1、85×10-5
1、250×10-3
1、86×102
1、87×102
1、88×102
1、87×102
1、47×10-2
0、0397
1、85×10-5
6、250×10-4
1、30×102
1、29×102
1、28×102
1、29×102
2、02×10-2
0、0545
1、76×10-5
电导水
2、90
2、89
2、91
2、90
Kcө(平均值)=1、82×10-5
计算:Λm/s、m2、mol-1=(κHAC -κ电导水)us、cm-1×10-4/[c(HAC)mol、L-1×103]
={(κHAC -κ电导水) ×10-7/c(HAC)}
Λm(1)={(0、520×103-2、90)/(1、000×10-1)}×10-7=5、17×10-4s、m2、mol-1
Λm(2)={(0、375×103-2、90)/(5、000×10-2)}×10-7=7、44×10-4s、m2、mol-1
Λm(3)={(0、265×103-2、90)/(2、500×10-2)}×10-7=1、05×10-3s、m2、mol-1
Λm(4)={(0、187×103-2、90)/(1、250×10-3)}×10-7=1、47×10-2s、m2、mol-1
Λm(5)={(0、129×103-2、90)/(6、250×10-4)}×10-7=2、02×10-2s、m2、mol-1
Λ∞m(HAC)=Λ∞m(H+)+Λ∞m(AC-)=349、82s、cm2、mol-1+40、9s、cm2、mol-1
=390、72 s、cm2/mol=3、9072×10-2s、m2、mol-1
α=Λm/Λ∞m
α(1)= 5、17×10-4/ 3、9072×10-2=0、0142
α(2)= 7、44×10-4 / 3、9072×10-2=0、0199
α(3)= 1、05×10-3 / 3、9072×10-2=0、0275
α(4)= 1、47×10-2 / 3、9072×10-2=0、0397
α(5)= 2、02×10-2/ 3、9072×10-2=0、0545
Kcө=C0Λm2/[Λ∞m(Λ∞m-Λm)
Kcө(1)=1、000×10-1×(5、17×10-4)2/[390、72×(390、72-5、17)×10-8]=1、78×10-5
Kcө(2)=5、000×10-2×(7、44×10-4)2/[390、72×(390、72-7、44)×10-8]=1、85×10-5
Kcө(3)=2、500×10-2×(1、05×10-3)2/[390、72×(390、72-1、05)×10-8]=1、85×10-5
Kcө(4)=1、250×10-3×(1、47×10-3)2/[390、72×(390、72-1、47)×10-8]=1、85×10-5
Kcө(5)=6、250×10-3×(2、02×10-3)2/[390、72×(390、72-2、02)×10-8]=1、76×10-5
Kcө(平均值)= 1、82×10-5
表2 醋酸电离常数得测定
c(HAC)
mol、L-1
Λm
s、m2、mol-1
C0/cөΛm
s、m2、mol-1
1/Λm
mol、s-1、m-2
1、000×10-1
5、17×10-4
5、171×10-5
1、93×103
5、000×10-2
7、44×10-4
3、721×10-5
1、34×103
2、500×10-2
1、05×10-3
2、624×10-5
9、52×102
1、250×10-3
1、47×10-3
1、841×10-5
6、8×102
6、250×10-3
2、02×10-3
1、261×10-5
4、95×102
直线斜率=2、721×10-8 s2、m4、mol-2
Kcө=1、78×10-5

直线斜率=Λ∞m2Kcө =2、721×10-8,Kcө=2、721×10-8/(390、72×10-4)2=1、78×10-5
第二次实验:实验温度:24、9℃,电导池常数K(l/A):0、94 m-1,Λ∞m=390、72 s、cm2/mol-1
表1 醋酸电离常数得测定
c(HAC)
mol、L-1
电导率κ/us、cm-1
Λm
s、m2、mol-1
电离度
α
Kcө
κ1
κ2
κ3
κ平
1、000×10-1
5、22×102
5、22×102
5、22×102
5、22×102
5、19×10-4
0、0133
1、79×10-5
5、000×10-2
3、72×102
3、73×102
3、72×102
3、72×102
7、38×10-4
0、0189
1、82×10-5
2、500×10-2
2、65×102
2、66×102
2、68×102
2、66×102
1、05×10-3
0、0269
1、86×10-5
1、250×10-3
1、86×102
1、84×102
1、85×102
1、85×102
1、46×10-2
0、0372
1、80×10-5
6、250×10-4
1、32×102
1、31×102
1、30×102
1、31×102
2、05×10-2
0、0524
1、81×10-5
电导水
3、10
3、09
3、11
3、10
Kcө(平均值)=1、82×10-5
计算:Λm/s、m2、mol-1=(κHAC -κ电导水)us、cm-1×10-4/[c(HAC)mol、L-1×103]
={(κHAC -κ电导水) ×10-7/c(HAC)}
Λm(1)={(0、522×103-3、10)/(1、000×10-1)}×10-7=5、17×10-4s、m2、mol-1
Λm(2)={(0、372×103-3、10)/(5、000×10-2)}×10-7=7、44×10-4s、m2、mol-1
Λm(3)={(0、266×103-3、10)/(2、500×10-2)}×10-7=1、05×10-3s、m2、mol-1
Λm(4)={(0、185×103-3、10)/(1、250×10-3)}×10-7=1、46×10-2s、m2、mol-1
Λm(5)={(0、131×103-3、10)/(6、250×10-4)}×10-7=2、05×10-2s、m2、mol-1
Λ∞m(HAC)=Λ∞m(H+)+Λ∞m(AC-)=349、82s、cm2、mol-1+40、9s、cm2、mol-1
=390、72 s、cm2/mol=3、9072×10-2s、m2、mol-1
α=Λm/Λ∞m
α(1)= 5、19×10-4/ 3、9072×10-2=0、0133
α(2)= 7、38×10-4 / 3、9072×10-2=0、0189
α(3)= 1、05×10-3 / 3、9072×10-2=0、0269
α(4)= 1、46×10-2 / 3、9072×10-2=0、0372
α(5)= 2、05×10-2/ 3、9072×10-2=0、0524
Kcө=C0Λm2/[Λ∞m(Λ∞m-Λm)
Kcө(1)=1、000×10-1×(5、19×10-4)2/[390、72×(390、72-5、17)×10-8]=1、79×10-5
Kcө(2)=5、000×10-2×(7、38×10-4)2/[390、72×(390、72-7、44)×10-8]=1、82×10-5
Kcө(3)=2、500×10-2×(1、05×10-3)2/[390、72×(390、72-1、05)×10-8]=1、86×10-5
Kcө(4)=1、250×10-3×(1、46×10-3)2/[390、72×(390、72-1、47)×10-8]=1、80×10-5
Kcө(5)=6、250×10-3×(2、05×10-3)2/[390、72×(390、72-2、02)×10-8]=1、81×10-5
Kcө(平均值)= 1、82×10-5
表2 醋酸电离常数得测定
实验温度:24、9℃,电导池常数K(l/A):0、94 m-1,Λ∞m=390、72 s、cm2/mol-1
c(HAC)
mol、L-1
Λm
s、m2、mol-1
C0/cөΛm
s、m2、mol-1
1/Λm
mol、s-1、m-2
1、000×10-1
5、19×10-4
5、189×10-5
1、927×103
5、000×10-2
7、38×10-4
3、686×10-5
1、355×103
2、500×10-2
1、05×10-3
2、629×10-5
9、509×102
1、250×10-3
1、46×10-2
1、819×10-5
6、872×102
6、250×10-3
2、05×10-2
1、279×10-5
4、887×102
直线斜率=2、720×10-8 s2、m4、mol-2
Kcө=1、78×10-5

直线斜率=Λ∞m2Kcө =2、720×10-8,Kcө=2、720×10-8/(390、72×10-4)2=1、78×10-5