实验六:电导法测弱电解质得电离平衡常数一、实验目得: 1、掌握惠斯登电桥法测定电导得原理。 2、学会实验测量得操作技术。 3、 学会图解法求算解离度,了解电导测定得应用。二、实验原理:电解质溶液得导电能力由电导 G 来量度,它就是电阻得倒数,即: 电导得单位就是“西门子”,符号为“S”,。 将电解质溶液放入两平行电极之间,若两电极距离为 l,电极面积为 A,则溶液得电导为: 式中电导率,其物理意义就是 l=1m,A=1m2时溶液得电导,其单位为 S·m-1。定义电导池系数 则 通常将一个电导率已知得电解质溶液注入电导池中,测其电导,根据上式即可求出 Kcell。 在讨论电解质溶液得导电能力时,常常使用摩尔电导率 ,其定义为: 式中 c 为电解质溶液得浓度,得单位就是:S·m2·mol-1。 对于弱电解质(例如醋酸)来说,由于其电导率很小,所以测得得溶液得电导率应包括水得电导率,即 电解质溶液就是由正、负离子得迁移来传递电流得,在弱电解质溶液中,只有解离部分得离子才对电导有贡献,而在无限稀释得溶液中,电解质全部解离,其摩尔电导率 就是正、负离子得极限摩尔电导率之与。即 式中 ν+,ν-分别为正、负离子得化学计量数,可查表得到。 与得差别来自两个因素,一就是电解质得不完全电离,二就是离子间得相互作用。若溶液中离子浓度很低,彼此相隔较远,相互作用力可以忽略,则与之间得关系可表示为: (推导) 式中 α 为弱电解质得解离度。 醋酸在水溶液中有下列平衡: 其解离平衡常数为 (推导) 将代入上式整理可得 此式称为奥斯特瓦尔德(Ostwald)稀释定律。改写成线性方程为: 以对作图得一直线,斜率为,截距为,由此可求得与 (推导) : 整理可得: 电解质溶液得电导通常利用惠斯登(Wheatston)电桥测量,但测量时不能用直流电源,因直流电流通过溶液时,导致电化学反应发生,不但使电极附近溶液得浓度改变引起浓差极化,还会改变两极得本质。因此必须采纳较高频率得沟通电,其频率通常选为 1000Hz。另外,构成电导池得两极采纳惰性铂电极,以免电极与溶液间发生化学反应。 惠斯登电桥得线路如图 8-1 所示,其中 S 为沟通信号发生器, R1、R2与 R3就是三个可变沟通变阻箱得阻值,Rx为待测溶液得阻值,H 为耳机(或示波器),C1为在 R3上并联得可变电容器,以实现容抗平衡。测定时,调节 R1、R2、R3与 C1,使 H 中无电流通过,此时电桥达到了平衡。则有: 即 Rx得倒数即为溶液得电导,即 由于温度对溶液得电导有影响,因此实验应在恒温条件下进...
