1、實驗六 電導法測定乙酸電離平衡常數報告人： 同組人： 實驗時間2010年06月12日一實驗目的：1掌握電導、電導率、摩爾電導率的概念以及它們之間的相互關系。3掌握電導法測定弱電解質電離平衡常數的原理。二實驗原理：1電離平衡常數Kc的測定原理在弱電解質溶液中，只有已經電離的部分才能承擔傳遞電量的任務。在無限稀釋的溶液中可以認為弱電解質已全部電離，此時溶液的摩爾電導率為，可以用離子的極限摩爾電導率相加而得。而一定濃度下電解質的摩爾電導率m與無限稀釋的溶液的摩爾電導率是有區別的，這由兩個因素造成，一是電解質的不完全離解，二是離子間存在相互作用力。二者之間有如下近似關系： （1）式中為弱電解質的電離度

2、。對AB型弱電解質，如乙酸（即醋酸），在溶液中電離達到平衡時，其電離平衡常數Kc與濃度c和電離度的關系推導如下： CH3COOH CH3COO + H 起始濃度 c 0 0 平衡濃度 c(1) c c則 （2） 以式（1）代入上式得： （3）因此，只要知道m和m就可以算得該濃度下醋酸的電離常數Kc。將式（2）整理后還可得： （4）由上式可知，測定系列濃度下溶液的摩爾電導率m，將mc對1/m作圖可得一條直線，由直線斜率可測出在一定濃度范圍內的平均值。2摩爾電導率m的測定原理電導是電阻的倒數，用G表示，單位S（西門子）。電導率則為電阻率的倒數，用k表示，單位為G·m-1。摩爾電導率的定義

3、為：含有一摩爾電解質的溶液，全部置于相距為1m的兩個電極之間，這時所具有的電導稱為摩爾電導率。摩爾電導率與電導率之間有如下的關系。m= /c （5）式中c為溶液中物質的量濃度，單位為mol·m-3。在電導池中，電導的大小與兩極之間的距離l成反比，與電極的面積A成正比。G =A/ l （6）由（6）式可得=KcellG（7）對于固定的電導池，l和A 是定值，故比值l/A為一常數，以Kcell表示，稱為電導池常數，單位為m-1。為了防止極化，通常將鉑電極鍍上一層鉑黑，因此真實面積A無法直接測量，通常將已知電導率的電解質溶液（一般用的是標準的0.01000mol·L-1KCl溶液

4、）注入電導池中，然后測定其電導G即可由（7）式算得電導池常數Kcell。當電導池常數Kcell確定后，就可用該電導池測定某一濃度c的醋酸溶液的電導，再用（7）式算出，將c、值代入（5）式，可算得該濃度下醋酸溶液的摩爾電導率。在這里的求測是一個重要問題，對于強電解質溶液可測定其在不同濃度下摩爾電導率再外推而求得，但對弱電解質溶液則不能用外推法，通常是將該弱電解質正、負兩種離子的無限稀釋摩爾電導率加和計算而得，即： （8）不同溫度下醋酸的值見表1。表1 不同溫度下醋酸的 (S·m2·mol-1)溫度/K298.2303.2308.2313.2×1023.9084.19

5、84.4894.779三儀器與試劑：DDBJ-350便攜式電導率儀，電導電極，恒溫槽，燒杯、錐型瓶，移液管（25mL）；0.0200 mol·L-1 KCl標準溶液，0.200 mol·L-1 HAc標準溶液四實驗步驟：1調節恒溫水槽水浴溫度至25（室溫偏高，則水浴溫度調節到35）。將實驗中要測定的溶液恒溫。2校準便攜式電導率儀的電導池常數按下電導率儀“on/off”鍵打開儀器，按“模式/測量”鍵到模式狀態，按“”或“”鍵調節模式狀態，至左下角出現CONT，按“確定”鍵，左下角出現CAL，按“確定”鍵，左下角出現CA-M，按“”或“”鍵調節0.02mol/L的KCl溶液的電

6、導率大小至0.276 S/m(35時為 0.331 S/m )，按“確定”鍵出現標定好的電導池常數，再按“確定”鍵輸入電導池常數。按“模式/測量”鍵到測量狀態。3測量醋酸溶液的電導率標定好電導池常數后，將兩電極用蒸餾水洗凈，用吸水紙吸干液體。處理好的電極插入到0.2 mol/L 25mL醋酸溶液中測量電導率。再用標有“電導水”字樣的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀釋到0.1 mol/L。此時不要將電極取出。（為什么？） 測量后，用標有“0.1”字樣的移液管吸取25mL溶液棄去，用標有“電導水”字樣的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀釋到0.05 mol/L，搖勻后測量電導率。如此

7、依次測定0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L、0.0125 mol/L醋酸溶液的電導率。記錄相應濃度醋酸的電導率，并計算電離度和解離常數。4用蒸餾水清洗電導電極和溫度電極，將電極浸泡在盛有蒸餾水的錐形瓶中以備下一次實驗用。五數據處理：1將原始數據及處理結果填入下表：2根據測得的各種濃度的醋酸溶液的電導率，求出各相應的摩爾電導率m和電離度a及電離平衡常數Kc。實驗溫度： 35 濃度c/mol·L-11/S·m-12/S·m-13/S·m-1平均/S·m-1/ S·m2·mol-1

8、Kc0.1830.08200.08180.08190.081900.00044750.0114512.4273E-050.09150.05850.05880.05890.058730.00064190.0164252.5098E-050.045750.04180.04190.04190.041870.00091520.0234192.5692E-050.0228750.02950.02950.02950.029500.00128960.0329992.5759E-050.01143750.02030.02050.02050.020430.00178620.0457062.5038E-05實驗測定電離平衡常數Kc平均值=2.62× 3用對1/m作圖或進行線性回歸，求出相應的斜率和截距，求出平均電離常數Kc。由圖知，直線斜率為4×，又因為斜率表示為所以可得：=4×，得=2.62×六注意事項: 1.計算m和kc時，需注意濃度c單位的區別，詳見原理部分。2.溫度對溶液的電導影響較大，因此測量時應保持恒溫。七思考題: 1電導池常數是否可用測量幾何尺寸的方法確定？答：不能。測定電導池常數可以