电导法测定乙酸电离平衡常数_3.docx
电导法测定乙酸电离平衡常数一.目的要求1 .掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系。3.掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。二.实验原理1 .电离平衡常数（的测定原理在弱电解质溶液中，只有已经电离的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己全部电离，此时溶液的摩尔电导率为八3可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率Am与无限稀释的溶液的摩尔电导率八：是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系：式中为弱电解质的电离度。对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数（与浓度。和电离度Q的关系推导如下：CH3COOH-CH3COO-+HC(I)起始浓度平衡浓度以式（1）代入上式得:H1m)因此，只要知道AnT和八m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数将式（2）整理后还可得:C=AmC0K,.tnmKt由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率Am,将AmC对1/加作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内K,的平均值。2 .摩尔电导率八m的测定原理电导是电阻的倒数，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，用A表示，单位为Gm1o摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解质的溶液，全部置于相距为Im的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率。摩尔电导率与电导率之间有如下的关系。m二K/c式中。为溶液中物质的量浓度，单位为mo1m在电导池中，电导的大小与两极之间的距离/成反比，与电极的面积A成正比。(6)由（6）式可得K-Kce11G（7）对于固定的电导池，和A是定值，故比值A为一常数，以KCen表示，称为电导池常数，单位为m1为了防止极化，通常将钳电极镀上一层钳黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将己知电导率K的电解质溶液（一般用的是标准的0.0100OmoI-1KC1溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由（7）式算得电导池常数Q”当电导池常数1eu确定后，就可用该电导池测定某一浓度C的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出,将0、K值代入（5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。在这里的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即：不同温度下醋酸八：的值见表1。表1不同温度下醋酸的八：（Sm2mo1）温度/K298.2303.2308.2313.2a×1023.9084.1984.4894.779.仪器和试剂I）I）BJ-350便携式电导率仪，电导电极，恒温槽，烧杯、锥型瓶，移液管（25m1）；0.0200mo111KC1标准溶液，0.200mo111HAc标准溶液四.实验步骤1 .调节恒温水槽水浴温度至25（室温偏高，则水浴温度调节到35）。将实验中要测定的溶液恒温。2 .校准便携式电导率仪的电导池常数按下电导率仪"onoffw键打开仪器,按“模式/测量”键到模式状态，按“”或键调节模式状态，至左下角出现CONT,按“确定”键，左下角出现CA1,按“确定”键，左下角出现CA-M,按或键调节0.02mo11的KCI溶液的电导率大小至0.276Sm（35°C时为0.331Sm）,按“确定”键出现标定好的电导池常数，再按“确定”键输入电导池常数。按“模式/测量”键到测量状态。3 .测量醋酸溶液的电导率标定好电导池常数后，将两电极用蒸储水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到0.2mo1/125m1醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水”字样的移液管吸取25m1水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1mo1/1。此时不要将电极取出。（为什么？）测量后，用标有“0.1”字样的移液管吸取25m1溶液弃去,用标有“电导水”字样的移液管吸取25m1水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05mo1/1,摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2mo1/1、0.1mo11>0.05mo11>0.025mo11>0.0125InoI/1醋酸溶液的电导率。记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。4 .用蒸储水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸储水的锥形瓶中以备下一次实验用。五.数据处理1将原始数据及处理结果填入下表：实验温度：_35°CKKKK平均Ara/aK.mo111Sm12Sm13Sm1/Sm1Sm2mo1m2c0.1830.09200.09180.09190.0919000.00050214.61*1081.12*1042.29*1090.09150.06600.06610.06610.0660670.00072204.77*1081.61*1042.37*1090.045750.04570.04580.04590.0458000.00100104.58*1082.23*102.28*1090.0228750.03270.03260.03270.0326670.00142804.66*1083.18*1042.32*1090.0114380.02380.02390.02390.0238670.00208674.98*1084.65*1042.47*109实验测定电离平衡常数KC平均值=2.34*1092.根据测得的各种浓度的醋酸溶液的电导率，求出各相应的摩尔电导率Am和电离度及电离平衡常数1。AmI=K1c=0.0915/0.0002Sm2mo1=0.0004575Sm2mo,Am2=K2c2=Q.0673/0.0001Sm2mo1=0.0006730Sm2mo,Am3=K3c3K0498/0.00005Sm2mo11=0.0009960Sm2mo1m4=K4C4=O.0373/0.000025Sm2mo,=0.0014920Sm2mo,m1m5=K5c5=O.0292/0.0000125Sm2mo,=0.0023360Sm2mo1=0.0004575/0.04198=0.01090OO工二0.0006730/0.04198=0.01603A*m.=0.0009960/0.04198=0.0237383二0.0014920/0.04198=0.03554OOAmtnM=0.0023360/0.04198=0.05565a：C'rK.=-=0.2×0.010902÷(1-0.01090)=2.402×10-a2Cd"RA：.=-=0.1×0.016032÷(1-0.01603)=2.597×10-a2Ke=-=0.5×0.023732÷(1-0.02373)=2.884×10c-aKe=0.025×0.035542÷(1-0.03554)=3.274×10-a2K,=0.0125×0.055652÷(1-0.05565)=4.099×103.用人C对1m作图或进行线性回归，求出相应的斜率和截距，求出平均电离常数4。mc10,23y21.43x-0.0262R,O9985斜率k=2.18X1O9=Afkckc=1.64IO6六、实验总结'通过本次实验，我学会了通过电导法测定弱电解质电离平衡的方法，掌握了电导、电导率、摩尔电导率的概念及他们之间的关系。在实验中，英爱先把真流水放在恒温水浴中恒温，以缩短实验的时间和减少实验误差。七、思考题1 .电导池常数是否可用测量几何尺寸的方法确定？答：不能。测定电导池常数可以用标准溶液测定法，用氯化钾为标准物质；还可以用与标准电极比较法测定。2 .实际过程中，若电导池常数发生改变，对平衡常数测定有何影响？答：溶液电导一经测定，则正比于KCe11。即电导池常数测值偏大，则算得的溶液的溶解度、电离常数都偏大，反之，电导池常数测值偏小，则电离常数偏小。
