五、电导的测定及其应用

实验报告

宁波工程学院

物理化学实验报告

实验名称 电导的测定及应用

一、实验目的

1、测量KCl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、掌握恒水温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理

1、电解质溶液的导电能力通常用电导G来表示，若将电解质溶液放入两平行电极之间，设电极的面积为A,两电极的间的距离为l,则溶液的电导G为： G = к（A / l） （1）

由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中用一种已知电导率的溶液先求出电导池的常数Kcell，然后再把欲测的的溶液放入该电导池中测出其电导值，在根据上式求出其电导率。

摩尔电导率与电导率的关系：

Λm=K/C （2）

2、Λm总是随着溶液的浓度的降低而增大的。对强电解质稀溶液而言，其变化规律可以用科尔劳施经验公式表示：

Λm=Λ∞m -A√C （3）

对特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下，是一个常数。所以，将Λm对√C作图得到的直线外推至C=0处，可求得。

3、对于弱电解质溶液来说，其Λm无法利用上式通过实验直接测定。但是，在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略，也可以认为它在C浓度时的解离度等于它的摩尔电导率Λm与其无限稀释摩尔电导率之比，即：

α=Λm/Λ∞m （4）

对于HAc，在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc与原始浓度C和电离度α有以下关系：

HAc H+ + Ac-

t=0 C 0 0

t=t平衡 C（1-α） Cα Cα

K0= Cα2/[C0（1-α）] （5）

在一定温度下K0是常数，因此可以通过测定HAc在不同浓度时的代入（5）式中求出Kc。综合可得出关系：

K0= CΛ2m/ [C0Λ∞m（Λ∞m-Λm）]

或CΛm=（Λ∞m）2 K0 C0（1/Λm）-Λ∞m K0 C0

以CΛm对1/Λm作图，其直线的斜率为（Λ∞m）2 K0 C0，如知道Λ∞m值，就可算出K0。

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三、实验仪器与试剂

仪器：梅特勒电导率仪1台；电导电极1只；量杯（50ml）2只；移液管（25ml）

3只；洗瓶1只；洗耳球1只。

试剂：10.00mol/m-3 KCl溶液；100.0mol/m-3HAc溶液；电导水。

四、实验步骤

1、打开电导率仪开关，预热5min。

2、KCl溶液电导率测定：

（1）用移液管准确移入10.00（mol.m-3）KCl溶液25.00ml，置于洁净、干燥的

量杯中；测定其电导率3次，取平均值。

（2）再用移液管准确移入25.00ml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。

（3）用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移

入25.00ml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。

（4）重复的（3）步骤。

（5）重复的（3）步骤。

（6）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：

（1）用移液管准确移入100.0（mol.m-3）HAc溶液25.00ml，置于洁净、干燥的

量杯中；测定其电导率3次，取平均值。

（2）再用移液管准确移入25.00ml已恒温的电导水，置于上述量杯中，搅拌均

匀后，测定其电导率3次，取平均值。

（3）用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移

入25.00ml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。

（4）再用移液管准确移入25.00ml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。

（5）倾去电导池中的HAc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。

（6）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、数据记录

大气压：101.62KPa ； 室温：22.6℃ ； 实验温度：20.4℃ 。

已知数据：25℃下10.00 （mol.m-3） KCl溶液电导率=0.1413 S. m-1；25℃时无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=3.907*10-2（S.m2.mol-1）。

（1） 测定KCl溶液的电导率：

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（2

）测定HAc溶液的电导率：

-1

2、数据处理：

以KCl溶液的Λm对√C作图，由直线的截距求出KCl的Λ∞m。

由图可知：当√C=0时，Λm=Λ∞m=0.02848

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即KCl溶液在无限稀释时的极度摩尔电导率的Λ∞m为0.02848S.m2.mol-1。

（2）HAc溶液的各组数据填入下表内：

-3

(H2O)

以CΛm对1/Λm作图应得一直线，直线的斜率为（Λ∞m）2 K0 C0 ：

根据上图可知，该直线的斜率为3.03724*10-5。

即（Λ∞m）2 Kθ Cθ=3.03724*10-5。

已知Λ∞m =3.907*10-2S.m2.mol-1，

则Kθ=3.03724*10-5/[（Λ∞m）2 C0]= 3.03724*10-5/[（3.907*10-2）2*1000] =1.990*10-5

拟合获得的Kθ值，与表格计算的与<Kθ>=1.854*10-5作比较，

误差=（Kθ-<Kθ>）/<Kθ>*100％

=（1.990*10-5-1.854*10-5）/(1.854*10-5)*100％

=7.34％

六、注意事项

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1、换待测液测定前，必须将电导电极和电导池洗净、擦干，以免影响测定结果。

七、结果与讨论

1、溶液配制时时由大浓度向小浓度稀释的。一旦某上一浓度出现偏差，则将影响到后面的浓度，因此在稀释时要及其小心，这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。

2、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。

3、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。 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。

八、思考题

1、如果配制HAc溶液的水不纯，将对结果产生什么影响？

答：对测定结果不准，会产生误差。如果配制HAc溶液的水不纯，HAc溶液的实际浓度会偏大，测得的K值偏小。 θ

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