溶液电导率的测定

电解质溶液电导的测定及应用

[适用对象] 生物工程、药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）专业

[实验学时] 3学时

一、实验目的

1.测定氯化钾的无限稀释摩尔电导。 2.测定醋酸的电离平衡常数。 3.掌握测定溶液电导的实验方法。

二、实验原理

电解质溶液的电导的测定，通常采用电导池，如图1 若电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的 电导L为

L = KA / l

式中K称为电导率或比电导,为l=1m,A=1m2 时溶液的电导，K的单位是S/m.

电解质溶液的电导率与温度、溶液的浓度 及离子的价数有关.为了比较不同电解质溶液的导 电能力.通常采用涉及物质的量的摩尔电导率Λm来

衡量电解质溶液的导电能力. 图1 Λm=K/C

式中Λm为摩尔电导率(Sm2 /mol)

注意,当浓度C的单位是mol/L表示时,则要换算成mol/m3，后再计算. 因此,只要测定了溶液在浓度C时的电导率K之后,即可求得摩尔电导率Λm。

摩尔电导率随溶液的浓度而变,但其变化规律对强、弱电解质是

?m??m,0?AC- 1 -

不同的.对于强电解质的稀溶液有:

式中A常数, ?m,0也是常数,是电解质溶液 无限稀释时的摩尔电导,称为无限稀释摩尔电导。因此以Λm..和根号C的关系作图得一直线,将直线外推至与纵轴相交,所得截距即 为无限稀释时的摩尔电导?m,0.

对于弱电解质,其?m,0值不能用外推法求得.但可用离子独立运动定律求得:

?m,0=I0,++I0,-

式中I0,+ 和I0,-分别是无限稀释时正、负离子的摩尔电导,其值可通过查表求得。

根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导?m,0之比,即

???m?m,0另外还可以求得AB型弱电解质的Ka

?2CKa?1??所以，通过实验测得?即可得Ka值。

三、仪器设备

DDS－11A型电导率仪器（图2） 1台 DJS－电报 1支 恒温槽 1套 电导池 1个 100ml容量瓶 2个

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50ml移液管 2支 0.02mol·dm-3标准醋酸溶液

1,2 3 0.02 mol·dm-3标准KCl溶液。 四、相关知识点

本课程知识点综合：

（一）DDS-11A电导率仪的使用方法 DDS-11电导仪的板面图如图所示。 为保证测量准确及仪表安全，须按以 9 8 7 6 4 5 下各点使用；

(1) 通电前，检查表针是否指零，

1,2－电极接线柱；3－电极屏蔽线接线柱； 4－校正测量换档开关；5－范围选择器； 如不指零，可调整表头调整螺丝，6 －校正调节器；7－电源开关；8－指示电表 使表针指零。

9－指示灯 (2) 当电源线的插头被插入仪器的电源孔（在仪器的背面）后，

开启电源开关，灯即亮。预热后即可工作。

(3) 将范围选择器5扳到所需的测量范围（如不知被测量的大小，应先调至最大量程位量，以免过载使表针打弯，以后逐档改变到所需量程）。

(4) 连接电板引线。被测定为低电导（5μΩ-1以下）时，用光亮铂电极；被测液电导在5μΩ-1-150mΩ-1时，用铂黑电极。 (5) 将校正测量换档开关扳向“校正”，调整校正调节器б，使指针停在指示电表8中的倒立三角形处。

(6) 将开关4板向“测量”，将指示电表8中的读数乘以范围选择器5上的倍率，即得被测溶液的电导度。

(7)在测量中要经常检查“校正”是否改变，即将开关4扳向“校正”时，指针是否仍停留在倒立三角形处。

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多课程知识点综合：

（一）电导率在日常生活中的应用

四楼以上的住户，由顶层蓄水箱供水，易造成二次污染，应常检测电导率的变化，可催促物业管理部门定期清洗。

洗衣机应放多少洗衣粉，用电导率仪检测可将经验数字化。清洗程序后，排水前检测的示值与自来水一样即可视为清洗干净，若示值超过自来水，则应减少洗衣粉的投放量。

水果，蔬菜用水浸泡，测其电导率若有偏高，可怀疑有化学污染，应引起重视。

去泳池游泳过程中可测池水清洁度的变化，示值过高应引起重视。

深井水若示值高达600以上，说明杂质含量过高。

每个地区，城市由于管道及水源不同，电导率不同。北方硬水含钙镁离子，电导率偏高，会结水垢;一般硬水300—800（结垢）超硬水（苦咸水）大于800（严重结垢）。

花肥首次按规定配制后，可测其值，用该数字可方便今后配制。 金鱼缸用水，可测其值，知其洁净程度。若数值上升过大，应及时换水。

海鱼养殖用水，可测其值，以便今后配制和检测。

五、实验步骤

1.调节恒温槽的温度为25±0.1℃。 2.练习电导仪的使用。 3.溶液的配制和电导率的测量

（1）取100ml0.02mol/L KCl溶液供逐步稀释和测量用，方法如下：

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取两个洁净的100ml容量瓶和一支50ml移液管。将容量瓶A和移液管用待测的0.02mol/L KCl液振荡2－3次后，装入100ml0.02mol/L KCl溶液，用移液管吸取50ml溶液至容量瓶B中，并用蒸馏水稀释至刻度，即成0.01mol/L的KCl溶液，供二次测量和稀释用。取容量瓶中剩下的0.02mol/L KCl液荡洗电导池后，充满，测量其电导率。测后弃余液并洗净A瓶，用蒸馏水振荡2－3次。再用B瓶的溶液荡洗移液管后，移取B瓶中溶液50ml放入A瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，取得0.005mol/L的KCl溶液，供第三次测量和稀释用。重复以上操作，分别测定0.020.010.0050.00250.00125的KCl的溶液的电导率。

（2）用上述同样方法测定0.02mol/L的HAc溶液的电导率，并依次稀释四次 ，共测5个浓度的HAc溶液的电导率。

（3）洗净并用蒸馏水荡洗电导池，再测定蒸馏水的电导率。

六、实验报告要求

实验完毕，应尽快写出实验报告，及时交上。实验报告一般包括以下内容：

实验（编号） 实验名称

专业 班级 姓名 合作者 实验日期

实验报告应写出如下内容： （一）实验目的 （二）实验原理

用文字、化学反应式及计算公式等说明，既要表述正确、条理清楚，又要尽可能的简捷明了。（对于本实验，应画出实验装置图。）

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（三）主要试剂和仪器

列出本实验中所要使用的主要试剂仪器。 （四）实验步骤

应简明扼要地写出本实验步骤流程和操作要点。 （五）实验数据及其处理 1.将数据与处理结果列表

2.分别作KCl溶液和HAc溶液的Λm－C图。

3.作KCl的Λm－C图直线外推导C－0，求出KCl的?m,0值。 4.求出HAc溶液各个浓度下的Ka值，并计算出Ka平均值与文献进行比较。

（六）问题讨论

结合物理化学中有关理论对实验中的现象、产生的差错和实验误差等进行讨论和分析，以提高自己分析问题、解决问题的能力，也为以后的科学研究打下一定的基础。

七、思考题

1、什么叫溶液的电导、电导率和摩尔电导率？ 2、影响摩尔电导率的因素有哪些？ 3、为什么本实验要用铂电极？

八、实验成绩评定办法

本实验成绩按如下五级标准进行考核评定。参考标准如下： （一）优秀（很好）

能正确理解实验的目的要求；能独立、顺利而正确地完成各项实

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验操作；会分析和处理实验中遇到的问题；能掌握所学的各项实验技能；能较好地完成实验报告及其它各项实验作业；有一定创造精神和能力；有良好的实验室工作作风和习惯。

（二）良好（较好）

能理解实验的目的和要求，能认真而正确地完成各项实验操作；能分析和处理实验中遇到的一些问题；能掌握绝大部分所学的实验技能，对难点较大的操作完成有困难；能一般完成实验报告和其它实验作业；有较好的实验习惯和工作作风。

（三）中等（一般）

能基本上理解实验目的要求；能认真努力进行各项实验操作，但技巧较差；能分析和处理实验中一些较容易的问题，掌握实验技能的大部分，有30%掌握得不好；能一般完成各项实验作业和报告；处理问题缺乏条理，工作作风较好；能认真遵守各项规章制度，学习努力。

（四）及格（较差）

只能机械地了解实验内容；能一般按图或按实验步骤“照方抓药”完成实验操作；能完成60%所学的实验技能，有些虽可做但不准确；遇到问题常常缺乏解决的办法，在别人启发下能作些简单处理，但效果不理想；能一般完成实验报告；能认真遵守实验室各项规章制度，工作中有小的习惯性缺点（如工作无计划，处理问题缺乏条理）。

（五）不及格（很差）

实验中只能盲目地“照方抓药”，所学实验技能只掌握不足60%；有些实验虽能做，但效果不好，操作不正确；工作忙乱无条理；一般

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能遵守实验室规章制度，但常有小的错误；实验报告错误较多，遇到问题解释不清，在教师指导下完成各项实验作业仍有难度；或有些小聪明但不努力，不求上进。

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