电导的测定及应用实验报告

实验名称 电导的测定及其应用 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.掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。二、实验原理1、电导G：对于电解质溶液，常用电导表示其导电能力的大小。电导G是电阻R的倒数，即 G=1/R。电导的单位是西门子，常用S表示。1S=112、电导率或比电导：=Gl/A （2.5.1）其意义是电极面积为及1m2、电极间距为lm的立方体导体的电导，单位为Sm1。对电解质溶液而言，令l/A = Kcell，Kcell 称为电导池常数。所以 =G l/A =G Kcell3、摩尔电导率：m=/ C （2.5.2）强电解质稀溶液的摩尔电导率m与浓度有如下关系：m= m- A （2.5.3）m为无限稀释摩尔电导率。可见，以m对作图得一直线，其截距即为m。弱电解质溶液中。在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。此时溶液的摩尔电导率为 m =V+ m ,+ + V- m ,- （2.5.4） 根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度等于在浓度时的摩尔电导与溶液在无限稀释时的电导m之比,即 ：=m/ m （2.5.5）4、弱电解质电离平衡常数：弱电解质AB型的电离平衡常数：K=(C2)/C（1-） （2.5.6）所以，通过实验测得即可得K值。把（2.5.4）代入（2.5.6）式可得 K=(Cm2)/ mC（m-m） （2.5.7）或 Cm=(m2) KC1/m -mKC以Cm对1/m作图，其直线的斜率为(m2) KC，如知道m值，就可算出K。三、实验仪器、试剂仪器：梅特勒326电导率仪1台；电导电极一只，量杯(50mL)2个；移液管（25mL）3只； 洗瓶一只；洗耳球一只。药品：10.00（mol/m3）KCl溶液；0.093mol/dm3)HAc溶液；电导水。四、实验步骤1.打开电导率仪开关，预热5min。2.KCl溶液电导率的测定：(1)用移液管准确移入10.00（mol/m3）KCl溶液25.00mL，至于洁净、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) 再用移液管准确移出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(3)的步骤。(5)重复(3)的步骤。(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的测定：(1)用移液管准确移入0.093（mol/dm3）KCl溶液25.00mL，至于洁净、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) 再用移液管准确移出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。(5) 倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定其电导率 3次，取平均值。(6)倾去电导池中的电导水，用电导水洗净量杯和电极；量杯放回烘箱；电极用滤纸吸干。五、数据记录与处理1.数据记录 大气压：101.10KPa 室温：25.2 实验温度：25.2 已知数据：25下10.00（mol/m3）KCl溶液电导率=0.1413Sm-1；25时无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=3.90710-2（Sm2mol-1）。(1)测定KCl溶液的电导率：C/(molm-3) (Sm-1)第一次第二次第三次平均值10.0141110-4141210-4141110-41411.710-45.0072910-472910-472710-4728.310-42.5037810-437710-437610-437710-41.25191.310-4191.710-4191.910-4191.610-40.625101.610-4101.210-4101.410-4101.410-4 (2)测定HAc水溶液的电导率：电导水的电导率=(H2O)/(Sm-1)=8.9010-4C/(moldm-3) (Sm-1)第一次第二次第三次平均值0.09361210-461210-461110-4611.710-40.046542010-441910-441810-441910-40.0232529110-429010-428910-429010-40.011625199.510-4197.310-4197.010-4197.910-42.数据处理（1）KCl溶液的各组数据C/(molm-3)10.05.002.501,250.625m/（Sm2mol-1）0.014120.014570.015080.015330.01622/(mol1/2m-3/2)3.1622.2361.5811.1180.791以KCl溶液的m对作图得一直线，其截距即为KCl的m。由图可知斜率为-7.9815210-4，截距为0.01648 由m= m- A得出m= 0.01648Sm2mol-1(2)HAc溶液的各组数据HAc原始浓度：0.093mol/LC/(molm-3) (Sm-1)m/（Sm2mol-1）m-1/（S-1m-2mol）Cm /(Sm-1)K0.0930.060280.000648215430.060280.016592.48110-52.26710-50.04650.041010.000881911340.041010.022572.32910-50.023250.028110.001209827.10.028110.030942.21010-50.0116250.018900.001626615.00.018900.041622.04910-5 = -H2O以Cm对1/m作图，其直线的斜率为(m2) KC，如知道m值，就可算出K,并与上述结果进行比较。由图可知此直线的斜率为4.4472710-5，所以(m)2 KC=4.4472710-5，又因为m=3.90710-2（Sm2mol-1），C=1mol/L；所以K=4.196310-5/(3.90710-2)211000)=2.74910-5实验计算所得结果相对图得到的结果的相对误差=(2.74910-5-2.26710-5)100%=17.5%六、结果与讨论误差分析：1、 移液管使用时存在误差，使得溶液浓度非理想浓度；2、 更换待测液时，电导率仪的电极与未洗干净或未擦干，导致误差；3、 电导水的电导率的测定误差；4、 移液管操作时没有进行搅拌。有关已知数据：25下0.01000mol/L KCl溶液电导率 =0.1413 Sm-1 无限稀的HAc水溶液的摩尔电导率（25）m=3.90710-2Sm2mol-1