電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定平均活度因子.doc

電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定電解質(zhì)溶液的平均活度因子一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握用電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定電解質(zhì)溶液平均離子活度因子的基本原理和方法。2.通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)活度、活度因子、平均活度、平均活度因子等概念的理解，并驗(yàn)證Debye-Hckel極限定律，了解其適用范圍。3.進(jìn)一步掌握電位差計(jì)的原理及其使用方法。二、基本原理活度因子 是用于表示真實(shí)溶液與理想溶液中任一組分濃度的偏差而引入的一個(gè)校正因子，它與活度a、質(zhì)量摩爾濃度 m 之間的關(guān)系為： 在理想溶液中各電解質(zhì)的活度因子為1，在稀溶液中活度因子近似為1。對(duì)于電解質(zhì)溶液，由于溶液是電中性的，所以單個(gè)離子的活度和活度因子是不可測(cè)量、無法得到的。通過實(shí)驗(yàn)只能測(cè)量離子的平均活度因子，它與平均活度平均質(zhì)量摩爾濃度 之間的關(guān)系為： 其中， 本實(shí)驗(yàn)采用電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定ZnCl2溶液的平均活度因子。其原理如下：用Ag-AgCl電極、鋅片電極（需汞齊化）和一定濃度的ZnCl2溶液構(gòu)成如下單液化學(xué)電池： Zn(s)，Hg(s)|ZnCl2(a )|AgCl(s)|Ag(s)電池反應(yīng)為 Zn(s)+2AgCl(s)=2Ag(s)+Zn2+(aZn2+)+2Cl-(aCl-) (6)其電動(dòng)勢(shì)為： （7） 式中，稱為電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)。（0.222V ，-0.763V可見，當(dāng)電解質(zhì)的濃度m為已知值時(shí)，在一定溫度下，只要測(cè)得E值，再由標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表的數(shù)據(jù)求得 ，即可求得。Debye-Hckel對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)溶液進(jìn)行一些假定，導(dǎo)出了稀溶液中離子活度因子的計(jì)算公式： = (8)計(jì)算ZnCl2溶液的離子強(qiáng)度式中，m為溶液的質(zhì)量摩爾濃度（單位：mol /kg ），需進(jìn)行換算：,溶液的體積摩爾濃度c配制溶液時(shí)即可知道，密度 用比重管測(cè)定。用 對(duì) I 作圖，可以驗(yàn)證 Debye-Hckel 極限定律。3、 儀器及試劑儀器：恒溫裝置一套，測(cè)定電動(dòng)勢(shì)儀器一套，標(biāo)準(zhǔn)電池，電子分析天平1臺(tái)，250ml容量瓶1只、100ml容量瓶7只，10ml移液管1支，5mL移液管1支，100 ml燒杯2只，比重管1只，注射器1只，Ag/AgCl電極，細(xì)砂紙。試劑：ZnCl2（A.R），鋅片、乙醇、丙酮、稀HCl、Hg(NO3)2飽和溶液。4、 操作步驟1 溶液的配制：用去離子水準(zhǔn)確配制濃度為1.0 mol.dm-3的ZnCl2溶液200ml。將此標(biāo)準(zhǔn)濃度的ZnCl2溶液稀釋成0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5mol.dm-3標(biāo)準(zhǔn)溶液各100 ml。2 溶液密度的測(cè)定：用比重管測(cè)定各份溶液的密度。3 恒溫：控制恒溫浴溫度為 （30.00.1）。4 Zn電極的處理：將鋅電極用細(xì)砂紙打磨至光亮，用乙醇、丙酮等除去電極表面的油，再用稀HCl浸泡片刻以除去表面的氧化物（觀察到表面出現(xiàn)氣泡即可），取出用蒸餾水沖洗干凈，浸泡在Hg(NO3)2飽和溶液中23秒，取出,迅速用蒸餾水沖洗干凈。5. 用標(biāo)準(zhǔn)電池對(duì)電位差計(jì)進(jìn)行校正。6. 電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定：將配制的ZnCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液，按由稀到濃的次序分別裝入電池管恒溫。將鋅電極和Ag/AgCl電極分別插入裝有ZnCl2溶液的電池管中，用電位差計(jì)分別測(cè)定各種在ZnCl2濃度時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)。7 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將電池、電極等洗凈備用。5、 注意事項(xiàng)1測(cè)量電動(dòng)勢(shì)時(shí)注意電池的正、負(fù)極不能接錯(cuò)。2 鋅電極要仔細(xì)打磨、處理干凈方可使用，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。鋅電極需進(jìn)行