实验十弱电解质电离常数的测定(电导法)
Ⅰ、目的要求
1．了解溶液电导的基本概念。

2．学会电导(率)仪的使用方法。

3．掌握溶液电导的测定及应用。

Ⅱ、基本原理
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数K c与原始浓度c和电离度α有以下关系：
（1）
在一定温度下K c是常数，因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的α，代入(1)式求出K c 。

醋酸溶液的电离度可用电导法测定。

将电解质溶液放入电导池内，溶液电导（G）的大小与两电极之间的距离（l）成反比，与电极的面积（A）成正比：
（2）
式中：l/A—电导池常数，以K cell表示；k—电导率，S/m
由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液(KCl)先求出电导池常数，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据（3）式求出其电导率。

溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导，以Λm表示，单位为S·m2·mol-1。

摩尔电导率与电导率的关系：
（3）
式中：c—该溶液的浓度，mol/L
对于弱电解质溶液，认为：
（4）
式中：Λm∞—溶液在无限稀释时的摩尔电导率，S·m2·mol-1
对于强电解质溶液（如KCl，NaAc），其Λm和c的关系为
对于弱电解质（如HAc等），Λm和c则不是线性关系，故其不能像强电解质溶液那样，从Λm—√c的图外推至c=0处求得Λm∞。

但在无限稀释的溶液中，每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献，是独立移动的，不受其他离子的影响，对电解质Mν+ Aν-来说，即
弱电解质HAc的Λm∞可由强电解质HCl、NaAc和NaCl的Λm∞的代数和求得
把式（4）代入式（1）可得：
（5）
或
（6）以cΛm对1/ Λm作图，其直线的斜率为(Λm∞)2K c，如知道Λm∞值，就可算出K c。

Ⅲ、仪器试剂
电导仪（或电导率仪）、恒温槽、电导池、电导电极、容量瓶（100ml）5只、移液管（25ml、50ml各1个）、洗瓶、洗耳球
0.0100mol/LKCl溶液、0.1000mol/LHAc溶液
Ⅳ、实验步骤
1．用50ml容量瓶将原始醋酸溶液（0.1000mol/L）进行2倍、4倍、8倍稀释，得到4种不同浓度的醋酸溶液。

2．将恒温槽温度调至25℃或30℃。

3．测定电导池常数K cell=l/A
将电导池和铂电极用少量的0.0100mol/LKCl溶液洗涤2~3次后，装入0.0100mol/LKCl 溶液，恒温后，用电导仪测其电导，重复测定3次。

4．测定电导水的电导（率）
倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净电导池和铂电极，然后注入电导水，恒温后测其电导（率）值，重复测定3次。

5．测定HAc溶液的电导（率）
倾去电导池中电导水，将电导池和铂电极用少量待测HAc溶液洗涤2~3次，最后注入待测HAc溶液。

恒温后测其电导（率）值，每种浓度重复测定3次。

按照浓度由小到大的顺序，测定各种不同浓度溶液的电导（率）。

实验完毕后仍将电极浸在蒸馏水中。

Ⅴ、数据记录与处理
1．电导池常数K cell=l/A
25℃或30℃时，0.0100mol/ dm-3 KCl溶液电导率（查手册）
表1 0.0100mol/ dm-3 KCl溶液的k值记录（25℃）
电导池常数K cell=l/A=/m-1
2．醋酸溶液的电离常数
表2 电导水的电导率k的测定记录
表3 不同浓度醋酸溶液的k值记录
3．作图求结果
以cΛm对1/ Λm作图，其直线的斜率为(Λm∞)2K c，如知道Λm∞值，就可算出K c。

表4 醋酸溶液的各组数据入表
Ⅵ、思考题
1．本实验为何要测水的电导率？
2．实验中为何用铂黑电极？使用时注意事项有哪些？
Ⅶ、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。

3．使用电导仪时需注意：
①电极的引线不能潮湿，否则测不准。

②高纯水被盛入容器后要迅速测量，否则空气中CO2溶入水中，引起电导率的很快增加。

③盛待测溶液的容器需排除离子的玷污。

④每测一份样品后，用蒸馏水冲洗，用吸水纸吸时，切忌擦及铂黑，以免铂黑脱落，引起电极常数的改变。

可将待测液淋洗三次后再进行测定。

Ⅷ、讨论
1．温度升高1℃电导平均增加1.9%，即
2．普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质，故存在一定电导。

实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。

因此做电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。

其制备方法通常是往蒸馏水中加入少许高锰酸钾，用石英或硬质玻璃蒸馏器再蒸馏一次。

3．铂电极镀铂黑的目的在于减少极化现象，且增国电极表面积，使测定电导时有较高灵敏度。

铂黑电极表面不可擦碰。

不用时，应保存在蒸馏水中，不可使之干燥。

Ⅸ、参考教材
1．《物理化学实验》王爱荣主编化学工业出版社2008 P61-64
2．《物理化学实验》（第二版）高职高专化学教材编写组编高等教育出版社2002 P88-92 3．《物理化学实验》南京大学化学化工学院邱金恒孙尔康吴强编高等教育出版社2010 P98-100
附电导率仪使用方法：
本实验可采用DDS-11A型电导率仪其板面结构如图所示。

其使用方法如下：
①未开电源前，观察表头指针是否指在零，如不指零，则应调整表头上的调零螺丝，使表针指零。

②将校正、测量开关拨在“校正”位置。

③将电源插头先插妥在仪器插座上，再接通电源。

打开电源开关，并预热几分钟，待指针完全稳定下来为止。

调节校正调节器，使电表满度指示。

④根据液体电导率的大小选用低周或高周，将开关指向所选择频率。

⑤将量程选择开关拨到所需要的测量范围。

如预先不知道待测液体的电导率范围，应先把开关拨在最大测量档，然后逐档下调。

⑥根据液体电导率的大小选用不同电极，使用DJS-1型光亮电极和DJS-1型铂黑电极时，把电极常数调节器调节在与配套电极的常数相对的位置上。

例如，配套电极常数为0.95，则电极常数调节器上的白线调节在0.95的位置处。

如选用DJS-10型铂黑电极，这时应把调节器调在0.95位置上，再将测得的读数乘以10，即为待测液的电导率。

⑦电极使用时，用电极夹夹紧电极的胶木帽，并通过电极夹把电极固定在电极杆上，将电极插头插入电极插口内。

旋紧插口上的紧固螺丝，再将电极浸入待测溶液中。

⑧将校正、测量开关拨在“校正”，调节校正调节器使指示在满刻度。

⑨将校正、测量开关拨向测量，这时指示读数乘以量程开关的倍率，即为待测液的实际电导率。

例如，量程开关放在0～103μs/cm档，电表指示为0.5h，则被测液电导率为0.5×103μs/cm=500μs/cm。

⑩用量程开关指向黑点时，读表头上刻度（0～1.0μs/c m）的数；量程开关指向红点时，读表头上刻度为（0～3）的数值。

①①当用0～0.1μs/cm或0～0.3μs/cm这两档测量纯水时，在电极未浸入溶液前，调节电容补偿器，使电表指示为最小值，（此最小值是电极铂片间的漏阻，由于此漏电阻的存在，使调节电容补偿器时电表指针不能达到零点），然后开始测量。