電導(dǎo)的測(cè)定及其應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)名稱：電導(dǎo)的測(cè)定及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)類型：同組學(xué)生姓名：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┤⒅饕獌x器設(shè)備（必填）五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率的概念；2、掌握電導(dǎo)率儀的使用方法；3、掌握交流電橋測(cè)量溶液電導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)方法及其應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理Kc與原始濃度C和電離度a有以下關(guān)系:1.弱電解質(zhì)電離常數(shù)的測(cè)定AB型弱電解質(zhì)在溶液中電離達(dá)到平衡時(shí)，電離平衡常數(shù)(1)在一定溫度下KC是常數(shù)，因此可以通過(guò)測(cè)定AB型弱電解質(zhì)在不同濃度時(shí)的a代入（1）式求出Kc,醋酸溶液的電離度可用電導(dǎo)法來(lái)測(cè)

2、定。將電解質(zhì)溶液注入電導(dǎo)池內(nèi)，溶液電導(dǎo)G的大小與兩電極之間的距離l成反比，與電極的面積A成正比：G=KA/l（2）式中，l/A為電導(dǎo)池常數(shù)，以Kcell表示；R為電導(dǎo)率。由于電極的l和A不易精確測(cè)量，因此實(shí)驗(yàn)中用一種已知電導(dǎo)率值的溶液，先求出電導(dǎo)池常數(shù)Kcell,然后把待測(cè)溶液注入該電導(dǎo)池測(cè)出其電導(dǎo)值，再根據(jù)（2）式求出其電導(dǎo)率。溶液的摩爾電導(dǎo)率是指把含有1mol電解質(zhì)的溶液置于相距為1m的兩平行板電極之間的電導(dǎo)。以A表示，其單位為S-m2-mol-1。摩爾電導(dǎo)率與電導(dǎo)率的關(guān)系：Am=K/C（3）式中，C為該溶液的濃度，其單位為molm-3。對(duì)于弱電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，可以認(rèn)為：Am/Am00（4）

3、式中，Am8是溶液在無(wú)限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率把（4）代入（1）式可得：(5)+（6）以CAm對(duì)1/%作圖，其直線的斜率為（Am8）2Kc,若已知Amoo值，就可求算Kc?？?tīng)杽谑└鶕?jù)實(shí)驗(yàn)得出強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的摩爾電導(dǎo)率Am與濃度有如下關(guān)系：Am為無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率。可見(jiàn)，以Am對(duì)4c作圖得一直線，其截距即為Am。2.CaF2（或BaSOcPbS。4）飽和溶液溶度積（KSP）的測(cè)定CaF2的溶解平衡可表示為：CaF2Ca2+2FKsp=C（Ca2+）C（F）2=4C3（7）難溶鹽的溶解度很小，飽和溶液的濃度則很低，所以（3）式中Am可以認(rèn)為就是Aoom（鹽），C為飽和溶液中微溶鹽的溶解度。Ri/Rx

4、J一、=R2/R3(10)A8m（鹽）=C（8）式中，K鹽是純微溶鹽的電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)中所測(cè)定的飽和溶液的電導(dǎo)率值為鹽與水的電導(dǎo)率之和。K溶液=HH2o+K鹽（9）這樣，可由測(cè)得的微溶鹽飽和溶液的電導(dǎo)率利用（9）式求出K鹽，再利用（8）式求出溶解度，最后求出Ksp?；菟沟请姌蚴潜容^法測(cè)定電阻的儀器，它的基本線路如圖1。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)整電橋上的R3,使得通過(guò)其上的電流為零，即表明C點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢(shì)相等，可以等到如下關(guān)系：圖1交流電橋測(cè)定溶液電阻的簡(jiǎn)單線路圖三、主要儀器設(shè)備儀器：音頻振蕩器1臺(tái)；電導(dǎo)率儀；電導(dǎo)池2只；鉗黑電極1支；轉(zhuǎn)盤(pán)電阻箱3只；恒溫槽裝置1套；50mL移液管4支；100mL容量瓶4個(gè)；

5、示波器1臺(tái)；試齊J:KCl(10.0molm-3)；HAc(100.0molm-3);CaF2(或BaSO4、PbSO4)(A.R.)。四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1、溶液的配制用0.02mol/L的KCl溶液配制不同濃度的KCl溶液，其濃度分別為0.02、0.02/2、0.02/4、0.02/8、0.02/16。并分別做好標(biāo)記，放入25c的恒溫槽中備用。2、電路的連接將恒溫槽溫度調(diào)至(25.00.1)C或(30.0土0.1)C,按照上圖連接好電路圖。注意需要按照電路圖中ABCD四個(gè)點(diǎn)來(lái)連線。3、測(cè)定不同濃度的KCl溶液的電阻用電導(dǎo)水洗滌電導(dǎo)池和鉗黑電極23次，然后注入電導(dǎo)水，將電極插入溶液中，按照

6、濃度依次升高的順序分別測(cè)定5個(gè)溶液的電阻值。恒溫后測(cè)其電導(dǎo)(率)值，將電橋臂按照1:1、1:2、2:3三種形式進(jìn)行測(cè)量。記錄測(cè)定出來(lái)的數(shù)據(jù)。4、用電導(dǎo)率儀來(lái)測(cè)定自來(lái)水和去離子水的電導(dǎo)率首先對(duì)于使用高調(diào)還是低調(diào)進(jìn)行估計(jì)和判斷，如果電導(dǎo)率大于300X10-4S/m,則使用高調(diào)，反之則使用低調(diào)。在測(cè)量之前首先要校準(zhǔn)，即在校準(zhǔn)檔將指針調(diào)至最大。測(cè)量時(shí)同樣要注意從大量程向小量程調(diào)，最終達(dá)到精確?！咀⒁馐马?xiàng)】1、電導(dǎo)池不用時(shí)，應(yīng)把兩鉗黑電極浸在蒸儲(chǔ)水中，以免干燥致使表面發(fā)生改變。2、實(shí)驗(yàn)中溫度要恒定，測(cè)量必須在同一溫度下進(jìn)行。恒溫槽的溫度要控制在(25.00.1)C或(30.0土0.1)Co3、測(cè)定前，必

7、須將電導(dǎo)電極及電導(dǎo)池洗滌干凈，以免影響測(cè)定結(jié)果五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理室溫：16.1C；大氣壓：101.98kPa；25c電導(dǎo)水的電導(dǎo)率K(出。)=1.50uS-cm-1表一交流電橋測(cè)量溶液電導(dǎo)的數(shù)據(jù)記錄濃度c(mol/L)c(mol/m3)-i/2)R1/R2R3(Q)Rxi(Q)Rx(Q)G=g(S)=GKcell(S-m-1)Am=2/c(S-m.ol-1)Km0.024.4721:1210.00210.00217.670.0045940.27650.0138251:2430.00215.002:3342.00228.000.02/23.1621:1420.00420.00417.890.

8、0023930.1440270.0144031:2830.00415.002:3628.00418.670.02/42.2361:11:22:3830.001620.001240.00830.00810.00826.67822.220.0012160.0731870.02/81.5811:11660.001660.001643.330.0006080.0365941:23300.001650.002:32430.001620.000.02/161.1181:13300.003300.003263.330.0003060.0184171:26500.003250.002:34860.003240

9、.000.0146370.0146380.014734已知25c時(shí)，0.02mol/LKCl溶液的電導(dǎo)率k=0.2765S-m-1;由表一知，此時(shí)G(KCl)=0.004594S;由公式k=GKceii得Kceii=60.187m-1；由公式Rx=(Rx1+Rx2+Rx3)/3;G=1/Rx;K=GKcell;Am=k/c所得數(shù)據(jù)如表一。由圖2可得Am=0.01511Sm2mol-10.01520.0150.01480.01460.01440.01420.0140.01380.0136圖2.Am對(duì)”所作的圖六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析文獻(xiàn)值：Am（文獻(xiàn)）=0.014979S-m2-mol-1誤差：E=（

10、Am-Am（文獻(xiàn)）/Am（又獻(xiàn)）*100%=0.9%誤差分析：1、溶液配制時(shí)產(chǎn)生的誤差。2、信號(hào)不明顯，即某個(gè)電阻改變一個(gè)大阻值，其示波器的變化不大，導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。七、討論、心得實(shí)驗(yàn)步驟較少，KCl溶液的電阻實(shí)驗(yàn)心得：本實(shí)驗(yàn)是電導(dǎo)的測(cè)定及其應(yīng)用，主要是掌握交流電橋測(cè)量溶液電導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)方法，但實(shí)驗(yàn)操作時(shí)要小心謹(jǐn)慎，尤其在溶液配制的時(shí)候要極其小心，還有，在測(cè)定不同濃度的時(shí)要有耐心，盡量減小誤差。思考題：1、如何定性地解釋電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率隨濃度增加而降低？答：對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)而言，溶液濃度降低，摩爾電導(dǎo)率增大，這是因?yàn)殡S著溶液濃度的降低，離子間引力變小,粒子運(yùn)動(dòng)速度增加，故摩爾電導(dǎo)率增大。對(duì)弱電解質(zhì)而言

11、，溶液濃度降低時(shí)，摩爾電導(dǎo)率也增加。在溶液極稀時(shí)，隨著溶液濃度的降低，摩爾電導(dǎo)率急劇增加。2、為什么要用音頻交流電源測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)？交流電橋平衡的條件是什么？答：使用音頻交流電源可以使得電流處于高頻率的波動(dòng)之中，防止了使用直流電源時(shí)可能導(dǎo)致的電極反應(yīng)，提高測(cè)量的精確性。3、電解質(zhì)溶液電導(dǎo)與哪些因素有關(guān)？答：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電主要與電解質(zhì)的性質(zhì)，溶劑的性質(zhì)，測(cè)量環(huán)境的溫度有關(guān)。4、為什么要測(cè)電導(dǎo)池常數(shù)？如何得到該常數(shù)？答：要得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果需用到公式K=GKceii,而G可由實(shí)驗(yàn)得到，K為待求量，所以必須測(cè)得電導(dǎo)池常數(shù)Kcell。Kcel尸l/A,由于電極的l和A不易精確測(cè)量，因此實(shí)驗(yàn)中用一種已知電導(dǎo)率值的溶液，先求出