电桥法测定弱电解质的电离常数

1 电桥法测定弱电解质的电离常数 【教学目的】 1. 掌握电桥法测量电导的原理和方法，初步掌握示波器的使用。 2. 测定电解质溶液的电导并计算弱电解质的电离常数。 【教学重点】 通过用交流电桥测定氯化钾和醋酸溶液的电导，使学生掌握测量电导的原理和方法 【教学内容】 一、实验原理 醋酸在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数 Kc 与浓度 c 和电离度 a 有以下关系 aaccKc 120 （1） 在一定温度下 Kc 是一个常数，因此可以通过测定醋酸在不同浓度下的电离度，代入（1）式计算得到 Kc 值。 醋酸溶液的电离度可用电导法来测定，图 14－2 是用来测定溶液电导的电导池。电导的物理意义是：当导体两端的电势差为 1 伏特时所通过的电流强度。亦即电导＝电流强度/电势差。因此电导是电阻的倒数，在电导池中，电导的大小与两极之间的距离 l 成反比，与电极的面积 A 成正比。 lAkG  （2） k 称为电导率或比电导，即 l 为 1m，A 为 1m2 时溶液的电导，因此电导率这个量值与电导池的结构无关。 电解质溶液的电导率不仅与温度有关，而且还与溶液的浓度有关，因此通常用摩尔电导率这个量值来衡量电解质溶液的导电本领。 摩尔电导率的定义如下：含有一摩尔电解质的溶液，全部置于相距为 1m 的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率，摩尔电导率与电导率之间有如下的关系。 ckAm  （3） （3）式中 c 为溶液中物质的量浓度，单位为 mol·m-3。 2 根据电离学说，弱电解质的电离度a 随溶液的稀释而增大，当溶液无限稀释时，则弱电解质全部电离a→1，在一定温度下溶液的摩尔电导率与离子的真实浓度成正比，因而也与电离度a 成正比，所以弱电解质的电离度a 应等于溶液在量浓度c 时的摩尔电导率∧m和溶液在无限稀释时摩尔电导率m 之比，即： mma （4） 将（4）式代入（1）式得： )(20mmmmcccK （5） Kc 值即可通过（5）式由实验测得。 由电导的物理概念可知：电导是电阻的倒数，对电导的测量也是对电阻的测量，但测定电解质溶液的电阻有其特殊性，当直流电流通过电极时会引起电极的极化，因此必须采用较高频率的交流电，其频率一般应取在 1000Hz。另外，构成电导池的两个电极应是惰性的，一般是铂电极，以保证电极与溶液之间不发生电化学反应。 精密的电阻测量通常均采用电桥法，其精度一般可达 0.0001 以上。它的原理如图 1 所示。 图 ...