電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測(cè)定及應(yīng)用

1、電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測(cè)定及應(yīng)用適用對(duì)象 生物工程、藥學(xué)、藥物制劑、中藥學(xué)、制藥工程、中藥學(xué)（國(guó)際交流方向）專業(yè) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 3學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定氯化鉀的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)。 2.測(cè)定醋酸的電離平衡常數(shù)。3.掌握測(cè)定溶液電導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)的測(cè)定，通常采用電導(dǎo)池，如圖1若電極的面積為A,兩電極的間的距離為l,則溶液的電導(dǎo)L為 L = KA / l式中K稱為電導(dǎo)率或比電導(dǎo),為l=1m,A=1m2 時(shí)溶液的電導(dǎo)，K的單位是S/m. 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率與溫度、溶液的濃度m來衡量電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力. 圖1 m=K/C 式中m為摩爾電導(dǎo)率(Sm2 /mol)注意,當(dāng)濃度C的單位是m

2、ol/L表示時(shí),則要換算成mol/m3，后再計(jì)算.因此,只要測(cè)定了溶液在濃度C時(shí)的電導(dǎo)率K之后,即可求得摩爾電導(dǎo)率m。 摩爾電導(dǎo)率隨溶液的濃度而變,但其變化規(guī)律對(duì)強(qiáng)、弱電解質(zhì)是不同的.對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)的稀溶液有: 式中A常數(shù), 也是常數(shù),是電解質(zhì)溶液 無(wú)限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo),稱為無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)。因此以m.和根號(hào)C的關(guān)系作圖得一直線,將直線外推至與縱軸相交,所得截距即 為無(wú)限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo).對(duì)于弱電解質(zhì),其值不能用外推法求得.但可用離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律求得: =I0,+I0,-式中I0,+ 和I0,-分別是無(wú)限稀釋時(shí)正、負(fù)離子的摩爾電導(dǎo),其值可通過查表求得。 根據(jù)電離學(xué)說,可以認(rèn)為,弱電解質(zhì)的電離度等

3、于在濃度時(shí)的摩爾電導(dǎo)與溶液在無(wú)限稀釋時(shí)的電導(dǎo)之比,即 所以，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得即可得值。三、儀器設(shè)備DDS11A型電導(dǎo)率儀器（圖2）       1臺(tái)DJS電報(bào) 1支恒溫槽                             1套電導(dǎo)池 1個(gè)

4、100ml容量瓶 2個(gè)50ml移液管                         2支94678351,20.02mol·dm-3標(biāo)準(zhǔn)醋酸溶液0.02 mol·dm-3標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液。 四、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)本課程知識(shí)點(diǎn)綜合：（一）DDS-11A電導(dǎo)率儀的使用方法DDS-11電導(dǎo)儀的板面圖如圖所示。為保證測(cè)量準(zhǔn)確及儀表安全

5、，須按以1,2電極接線柱；3電極屏蔽線接線柱； 4校正測(cè)量換檔開關(guān)；5范圍選擇器；6校正調(diào)節(jié)器；7電源開關(guān)；8指示電表 9指示燈下各點(diǎn)使用；(1) 通電前，檢查表針是否指零，如不指零，可調(diào)整表頭調(diào)整螺絲，使表針指零。(2) 當(dāng)電源線的插頭被插入儀器的電源孔（在儀器的背面）后，開啟電源開關(guān)，燈即亮。預(yù)熱后即可工作。(3) 將范圍選擇器5扳到所需的測(cè)量范圍（如不知被測(cè)量的大小，應(yīng)先調(diào)至最大量程位量，以免過載使表針打彎，以后逐檔改變到所需量程）。 (4) 連接電板引線。被測(cè)定為低電導(dǎo)（5-1以下）時(shí)，用光亮鉑電極；被測(cè)液電導(dǎo)在5-1-150m-1時(shí)，用鉑黑電極。 (5) 將校正測(cè)量換檔開關(guān)扳向“校正

6、”，調(diào)整校正調(diào)節(jié)器，使指針停在指示電表8中的倒立三角形處。 (6) 將開關(guān)4板向“測(cè)量”，將指示電表8中的讀數(shù)乘以范圍選擇器5上的倍率，即得被測(cè)溶液的電導(dǎo)度。 (7)在測(cè)量中要經(jīng)常檢查“校正”是否改變，即將開關(guān)4扳向“校正”時(shí)，指針是否仍停留在倒立三角形處。多課程知識(shí)點(diǎn)綜合：（一）電導(dǎo)率在日常生活中的應(yīng)用四樓以上的住戶，由頂層蓄水箱供水，易造成二次污染，應(yīng)常檢測(cè)電導(dǎo)率的變化，可催促物業(yè)管理部門定期清洗。洗衣機(jī)應(yīng)放多少洗衣粉，用電導(dǎo)率儀檢測(cè)可將經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化。清洗程序后，排水前檢測(cè)的示值與自來水一樣即可視為清洗干凈，若示值超過自來水，則應(yīng)減少洗衣粉的投放量。水果，蔬菜用水浸泡，測(cè)其電導(dǎo)率若有偏高，可

7、懷疑有化學(xué)污染，應(yīng)引起重視。去泳池游泳過程中可測(cè)池水清潔度的變化，示值過高應(yīng)引起重視。深井水若示值高達(dá)600以上，說明雜質(zhì)含量過高。每個(gè)地區(qū)，城市由于管道及水源不同，電導(dǎo)率不同。北方硬水含鈣鎂離子，電導(dǎo)率偏高，會(huì)結(jié)水垢;一般硬水300800（結(jié)垢）超硬水（苦咸水）大于800（嚴(yán)重結(jié)垢）?；ǚ适状伟匆?guī)定配制后，可測(cè)其值，用該數(shù)字可方便今后配制。金魚缸用水，可測(cè)其值，知其潔凈程度。若數(shù)值上升過大，應(yīng)及時(shí)換水。海魚養(yǎng)殖用水，可測(cè)其值，以便今后配制和檢測(cè)。五、實(shí)驗(yàn)步驟±。2.練習(xí)電導(dǎo)儀的使用。（1）取100ml0.02mol/L KCl溶液供逐步稀釋和測(cè)量用，方法如下：取兩個(gè)潔凈的100ml

8、容量瓶和一支50ml移液管。將容量瓶A和移液管用待測(cè)的0.02mol/L KCl液振蕩23次后，裝入100ml0.02mol/L KCl溶液，用移液管吸取50ml溶液至容量瓶B中，并用蒸餾水稀釋至刻度，即成0.01mol/L的KCl溶液，供二次測(cè)量和稀釋用。取容量瓶中剩下的0.02mol/L KCl液蕩洗電導(dǎo)池后，充滿，測(cè)量其電導(dǎo)率。測(cè)后棄余液并洗凈A瓶，用蒸餾水振蕩23次。再用B瓶的溶液蕩洗移液管后，移取B瓶中溶液50ml放入A瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，取得0.005mol/L的KCl溶液，供第三次測(cè)量和稀釋用。重復(fù)以上操作，分別測(cè)定.0050.00250.00125的KCl的溶液的電導(dǎo)率。

9、（2）用上述同樣方法測(cè)定0.02mol/L的HAc溶液的電導(dǎo)率，并依次稀釋四次 ，共測(cè)5個(gè)濃度的HAc溶液的電導(dǎo)率。（3）洗凈并用蒸餾水蕩洗電導(dǎo)池，再測(cè)定蒸餾水的電導(dǎo)率。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)盡快寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，及時(shí)交上。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般包括以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)（編號(hào)） 實(shí)驗(yàn)名稱專業(yè) 班級(jí) 姓名 合作者 實(shí)驗(yàn)日期 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫出如下內(nèi)容： （一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)原理 用文字、化學(xué)反應(yīng)式及計(jì)算公式等說明，既要表述正確、條理清楚，又要盡可能的簡(jiǎn)捷明了。（對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，應(yīng)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖。）（三）主要試劑和儀器 列出本實(shí)驗(yàn)中所要使用的主要試劑儀器。（四）實(shí)驗(yàn)步驟 應(yīng)簡(jiǎn)明扼要地寫出本實(shí)驗(yàn)步驟流程和操作要點(diǎn)。（

10、五）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理 m圖。m圖直線外推導(dǎo)0，求出KCl的值。 4.求出HAc溶液各個(gè)濃度下的Ka值，并計(jì)算出Ka平均值與文獻(xiàn)進(jìn)行比較。（六）問題討論 結(jié)合物理化學(xué)中有關(guān)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象、產(chǎn)生的差錯(cuò)和實(shí)驗(yàn)誤差等進(jìn)行討論和分析，以提高自己分析問題、解決問題的能力，也為以后的科學(xué)研究打下一定的基礎(chǔ)。七、思考題1、什么叫溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率？2、影響摩爾電導(dǎo)率的因素有哪些？3、為什么本實(shí)驗(yàn)要用鉑電極？八、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法本實(shí)驗(yàn)成績(jī)按如下五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核評(píng)定。參考標(biāo)準(zhǔn)如下：（一）優(yōu)秀（很好）能正確理解實(shí)驗(yàn)的目的要求；能獨(dú)立、順利而正確地完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作；會(huì)分析和處理實(shí)驗(yàn)中遇到的問題；能掌握

11、所學(xué)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能；能較好地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及其它各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)；有一定創(chuàng)造精神和能力；有良好的實(shí)驗(yàn)室工作作風(fēng)和習(xí)慣。（二）良好（較好）能理解實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能認(rèn)真而正確地完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作；能分析和處理實(shí)驗(yàn)中遇到的一些問題；能掌握絕大部分所學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)難點(diǎn)較大的操作完成有困難；能一般完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和其它實(shí)驗(yàn)作業(yè)；有較好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和工作作風(fēng)。（三）中等（一般）能基本上理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?；能認(rèn)真努力進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，但技巧較差；能分析和處理實(shí)驗(yàn)中一些較容易的問題，掌握實(shí)驗(yàn)技能的大部分，有30%掌握得不好；能一般完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)和報(bào)告；處理問題缺乏條理，工作作風(fēng)較好；能認(rèn)真遵守各項(xiàng)規(guī)章制度，學(xué)習(xí)努力。（四）及格（較差）只能機(jī)械地了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；能一般按圖或按實(shí)驗(yàn)步驟“照方抓藥”完成實(shí)驗(yàn)操作；能完成60%所學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，有些雖可做但不準(zhǔn)確；遇到問題常常缺乏解決的辦法，在別人啟發(fā)下能作些簡(jiǎn)單處理，但效果不理想；能一般完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；能認(rèn)真遵守實(shí)驗(yàn)