电导的测定及其应用
、实验目的
1、 测量KCI 水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。
2、 用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。
3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。
、实验原理
1、电导G 可表示为：
⑴
式中，k 为电导率，电极间距离为 I ，电极面积为 A ， I/A 为电导池常数 Kcell ，单位为m -1。
本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出 Kcell ，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值
G ,根据（1）式求出电导率 k 。
摩尔电导率与电导率的关系：心专
⑵
式中C 为该溶液的浓度，单位为 mol • m -3。
2、 •总是随着溶液的浓度降低而增大的。
对强电解质稀溶液，血⑶
在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：
A ；
（5）
瓦=旦|
对于HAc ,
1 -母
⑹
HAc 的忙可通过下式求得：此（H 加”心（时）+程氐-）"：恒C1H 醮（N 爲）
把⑷代入（1）得： •八”"’」或 叽
丄
以c 九对人如作图，其直线的斜率为心，如知道A ：值，就可算出K o
三、实验仪器、试剂
仪器：梅特勒326电导率仪1台，电导电极1台，量杯（50ml ） 2只，移液管（25ml ） 3只，洗 瓶1只，洗耳球1只
试剂：10.00 （mol • m -3） KCl 溶液，100.0 （mol • m -3） HAc 溶液，电导水 四、实验步骤 1打开电导率仪开关，预热 5min 。
2、 KCI 溶液电导率测定：
式中 是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。
至C=0处，可求得人；
A 为常数，故将 对c 作图得到的直线外推
3、对弱电解质溶液,
式中
⑷
' 分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。
⑴用移液管准确移取10.00 (mol • m-3) KCI溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。
⑵再用移液管准确移取25.00 ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水，只于上述
量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑷重复⑶的步骤2次。
⑸倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净量杯和电极，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干
3、HAc溶液和电导水的电导率测定：
⑴用移液管准确移入100.0 (mol • m-3) HAc溶液25.00 ml，置于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。
⑵再用移液管移入25.00 ml已恒温的电导水，置于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。
⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再移入25.00 ml电导水，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。
⑷再用移液管准确移入25.00 ml电导水，置于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。
⑸倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定电导水的电导率3次，取平均值。
⑹倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干，关闭电源。
五、数据记录与处理
1、大气压：102.08kPa 室温：17.5 C 实验温度：25T
已知：25 C时10.00 ( mol • m-3) KCl溶液k=0.1413S • m-1；25C时无限稀释的HAc水溶液的摩
尔电导率=3.907*10-2(S • m2• m-1)
⑵测定HAc溶液的电导率：
电导水的电导率k(H 2O)/ (S • m-1)：7 *10-4S • m-1
⑴将KCI 溶液的各组数据填入下表内: c
根据 A* c
，截距即为人：，得仁=154*10-4 S ^ m 2 • mol -1
⑵HAc 溶液的各组数据填入下表内：
-3
H2O
uS.cm -1=10-4S - m -1
C HAC =0.1127 mol • dm -3=112.7 mol • m -3
d — CFXA Y
k H2o =7*10-4S • m -1
k(HAc 测量)=560*10-4 S • m -1
k(HAc)= k(HAc 测量)-k H2o =553*10-4 S • m -1
A m=553*10-4/112.7=4.91*10-4S • m 2 • mol -1 A m -1=2.04*103 S -1 • m -2 • mol
C ■ =k=553*10-4 S • m -1
a =4.91*10-4/3.907*10 -2=0.0126
计算出来的值与画图做出来的相差：
(1.88-1.753)*10-5=1.27*10 -6
六、实验结果与分析
查阅KCl 溶液的标准值为0.01499 S?m2?mol-1 则可以计算其相对误差
Er=|0.01499- 0.015|/0.01499=0.667 %。
七、讨论与心得
1、 实验中不必扣除水的电导。
因为经测定，实验所使用的去离子水的电导与待测溶 液的电导
相差几个数量级，因此不会对实验结果产生很大的影响。
2、 溶液配制时的问题：溶液时由大浓度向小浓度一瓶一瓶稀释过来的。
一旦某一瓶 配制出现
偏差，贝U 将影响到后面的几瓶，因此在溶液配制的时候要及其小心，我认为这 也是影响实验准确性的一个很重要的因素。
3、 浓度较小时，信号不明显，即某个电阻改变一个大阻值，其示波器的变化不大， 可能会导
致大的偏差。
思考题:
1、如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？
答：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的 降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。
对弱电解质而言，溶液浓度降低时，摩尔电导率也增加。
在溶液极稀时，随着溶液 浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。
2、为什么要用音频交流电源测定电解质溶液的电导？交流电桥平衡的条件是什么？ 答：使用
音频交流电源可以使得电流处于高频率的波动之中，防止了使用直流电源 时可能导致的电极反应，提高测量的精确性。
3、电解质溶液电导与哪些因素有关?
Kc=0.1127*0.0126 2/1*(1-0.0126)=1.81*10 -5
|J_
以C 对•作图应得一直线，直线的斜率为
直线的斜率
=2.87*10-5
所以: 汀后，由此求得K O ,于上述结果进行比较。
K °
=2.87*10-5 /103*(3.907*10 -2)2=1.88*10 -5
答：电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。
4、测电导时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导，温度是否要一致？答：因为电解质溶液的电导与温度有关，温度的变化会导致电导的变化。
实验中测电导池常数和溶液电导时的温度不需要一致，因为电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。