电导法测定弱电解质的电离平衡常数及数据处理

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1、电导法测定醋酸电离常数一、实验目的1. 了解溶液电导、电导率和摩尔电导率的概念；2. 测量电解质溶液的摩尔电导率，并计算弱电解质溶液的电 离常数。二、实验原理电解质溶液是靠正、负离子的迁移来传递电流。而弱电解质 溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释 的溶液中可以认为电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为 Am，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。一定浓度下的摩尔电导率Am与无限稀释的溶液中摩尔电导 率Am是有差别的。这由两个因素造成，一是电解质溶液的不完 全离解，二是离子间存在着相互作用力。所以，A.通常称为表 观摩尔电导率。A/A=a (U+ U)/(Uz UQ 若 U

2、= U，U”=U”则+-+-A /A 8 二a式中a为电离度。AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数， 起始浓度电离度a有以下关系：ABA+ + B-起始浓度mol/L：C000平衡浓度 mol/L：C0(1-a)aC0a C0Ke = c(A+)/ce c(B-)/ce /c(AB)/ce =C0 a 2/(1- a)=C A 2/ce A- (A- - A ) 0 mmmm根据离子独立定律，A-m可以从离子的无限稀释的摩尔电导率计算出来。入皿可以从电导率的测定求得，然后求出勺。A C/ce = A-2Ke /A-A-K e m 0m cm m c通过A C/ce 1/A作图，由

3、直线斜率=A-2K e ,可求出K e。m 0mm cc三、仪器与试剂DDS-11A(T)型电导率仪1台；恒温槽1套；0.1000mol/L醋酸溶液。四、实验步骤1. 调整恒温槽温度为25C0.3C。2. 用洗净、烘干的义形管1支，加入20.00mL的0.1000mol/L醋酸溶液，测其电导率。3. 用吸取醋酸的移液管从电导池中吸出10.00mL醋酸溶液弃去，用另一支移液管取 10.00mL电导水注入电导池，混合均匀，温度恒定后，测其电导率，如此操作，共稀释4次。4. 倒去醋酸溶液，洗净电导池，最后用电导水淋洗。注入20mL电导水，测其电导率。五、实验注意事项1. 本实验配制溶液时，均需用电导

4、水。2. 温度对电导有较大影响，所以整个实验必须在同一温度下进行。每次用电导水稀释溶 液时，需温度相同。因此可以预先把电导水装入锥形瓶，置于恒温槽中恒温。六、数据记录及处理第一次实验：实验温度：25.2C .电导池常教 K(1/A)：0.94 m-1，A-j390.72 s.cm2/mol-1表1醋酸电离常数的测定c (HAC) mol.L-1电导率k /us. cm-1Ams.m2.mol-1电离度aKcek1k2k3k平1.000X10-15.20X1025.20X1025.20X1025.20X1025.17X10-40.01421.78X10-55.000X10-23.75X1023.

5、76X1023.74X1023.75X1027.44X10-40.01991.85X10-52.500X10-22.62X1022.66X1022.68X1022.65X1021.05X10-30.02751.85X10-51.250X10-31.86X1021.87X1021.88X1021.87X1021.47X10-20.03971.85X10-56.250X10-41.30X1021.29X1021.28X1021.29X1022.02X10-20.05451.76X10-5电导水2.902.892.912.90K、平均值）=L82X10-5计算：A /s.m2.mol-1=(KHAc

6、 -k 电导水)us.cm-1X10-4/ c(HAC)mol.L-1X103= (kk 电导水)X10-7/c(HAC)气(1) = (0 . 520X103-2 . 90)/(1.000X10-i)X10-7=5.17X10-4s.m2.mol-i气= (0.375 X 103-2.90)/(5.000 X10-2) X 10-7=7.44 X 10-4s.m2.mol-1Am(3) = (0.265X103-2.90)/(2.500X10-2)X10-7=1.05X10-3s.m2.mol-1Am(4) = (0.187X 103-2.90)/(1.250X10-3) X 10-7=1.

7、47X 10-2s.m2.mol-1Am(5) = (0.129X103-2.90)/(6.250X10-4)X10-7=2.02X10-2s.m2.mol-1A- (HAC) = A8 (h+) + A8 (AC-)=349.82s. cm2. mol-1+40.9s. cm2. mol-1 mmm=390.72 s.cm2/mol=3.9072X 10-2s. m2. mol-1a = A /A8a (1)= 5.17X10-4/ 3.9072X10-2=0.0142a (2)= 7.44X10-4 / 3.9072X10-2=0.0199a (3)= 1.05X10-3 / 3.9072

8、X10-2=0.0275a (4)= 1.47X10-2 / 3.9072X10-2=0.0397a (5)= 2.02X10-2/ 3.9072X10-2=0.0545K。=C A 2/A8 (A8-A ) c 0 mmm mK(1)=1.000X 10-1X (5.17X 10-4)2/390.72X (390.72-5.17) X 10-8=1.78X 10-5K(2)=5.000 X 10-2X (7.44 X 10-4) 2/390.72 X (390.72-7.44) X 10-8=1.85 X 10-5K(3)=2.500X 10-2X(1.05X 10-3)2/390.72X

9、(390.72-1.05) X 10-8=1.85X 10-5K(4)=1.250 X 10-3X(1.47X 10-3) 2/390.72 X (390.72-1.47) X 10-8=1.85 X 10-5K(5)=6.250 X10* (2.02 X 10-3)2/390.72 X (390.72-2.02) X 10-s=1.76 X 10-5K(平均值)=1.82X10-5表2醋酸电离常数的测定c (HAC) mol.L-1Ams. m2. mol-1C0/Ce Ams. m2. mol-11/Ammol. s-1. m-21.000X10-15. 17X10-45.171X10-5

10、1.93X1035.000X10-27. 44X10-43.721X10-51.34X1032.500X10-21. 05X10-32.624X10-59.52X1021.250X10-31.47X10-31.841X10-56.8X1026.250X10-32. 02X10-31.261X10-54.95X102直线斜率=2.721X10-8 s2. m4. mol-2Kce =1.78X10-511 mo直线斜率=A8 2K; =2.721X10-8, Kce=2.721X10-8/(390.72X10-4)2=1.78X10-5第二次实验：实验温度：24.9C，电导池常教K(l/A)：0

11、.94 m-i,入七二390.72 s.cm2/mol-i表1醋酸电离常数的测定c (HAC) mol.L-1电导率k /us. cm-1Ams.m2.mol-1电离度aKc。k 1k 2k 3k平1.000X10-15.22X1025.22X1025.22X1025.22X1025.19X10-40.01331.79X10-55.000X10-23.72X1023.73X1023.72X1023.72X1027.38X10-40.01891.82X10-52.500X10-22.65X1022.66X1022.68X1022.66X1021.05X10-30.02691.86X10-51.2

12、50X10-31.86X1021.84X1021.85X1021.85X1021.46X10-20.03721.80X10-56.250X10-41.32X1021.31X1021.30X1021.31X1022.05X10-20.05241.81X10-5电导水3.103.093.113.10K(平均值)=L82X10-5计算：A /s.m2.mol-i=(KHAC -k 电导水)us.cm-iX10-4/ c(HAC)mol.L-iX103= (Khac-k 电导水)X10-7/c(HAC)Am(1) = (0 . 522X103-3.10)/(1.000X10-i)X10-7=5.17X

13、10-4s.m2.mol-iA&) = (0.372X 103-3.10)/(5.000X10-2) X 10-7=7.44X 10-4s.m2.mol-iAm(3) = (0.266X103-3.10)/(2.500X10-2)X10-7=1.05X10-3s.m2.mol-iAm(4) = (0.185X 103-3.10)/(1.250X10-3) X 10-7=1.46X 10-2s.m2.mol-1Am(5) = (0.131X103-3.10)/(6.250X10-4)X10-7=2.05X10-2s.m2.mol-1A- (HAC) = A- (H+) + A- (AC-)=34

14、9.82s. cm2. mol-1+40.9s. cm2. mol-1 mmm=390.72 s.cm2/mol=3.9072X 10-2s. m2. mol-1a = A /A-a (1)= 5.19X10-4/ 3.9072X10-2=0.0133a (2)= 7.38X10-4 / 3.9072X10-2=0.0189a (3)= 1.05X10-3 / 3.9072X10-2=0.0269a(4)= 1.46X10-2 / 3.9072X10-2=0.0372a (5)= 2.05X10-2/ 3.9072X10-2=0.0524K。=C A 2/A (A-A ) c 0 mmmmK;

15、 (1)=1.000X 10-1X (5.19X 10-4)2/390.72X (390.72-5.17) X 10-s=1.79X 10-5K; (2)=5.000 X 10-2X (7.38 X 10-4) 2/390.72 X (390.72-7.44) X 10-s=1.82 X 10-5K; (3)=2.500X 10-2X(1.05X 10-3)2/390.72X (390.72-1.05) X 10-8=1.86X 10-5K; (4)=1.250 X 10-3X(1.46X 10-3) 2/390.72 X (390.72-1.47) X 10-8=1.80 X 10-5K;

16、(5)=6.250 X 10-3X (2.05 X 10-3) 2/390.72 X (390.72-2.02) X 10-8=1.81 X 10-5K;(平均值)=1.82X10-5表2醋酸电离常数的测定实验温度:也9U,电导池常数 K(1/A)：0.94 m-1,入8了390.72 s.cm2/mol-1c (HAC) mol.L-1Ams. m2. mol-1CQ/Ce Ams. m2. mol-11/Ammol. s-1. m-21.000X10-15.19X10-45.189X10-51.927X1035.000X10-27.38X10-43.686X10-51.355X1032.5

17、00X10-21.05X10-32.629X10-59.509X1021.250X10-31.46X10-21.819X10-56.872X1026.250X10-32.05X10-21.279X10-54.887X102直线斜率=2.720 X 10-8 s2.m4.mo1-2Kce =1.78X10-50.000060.000050.000040.000030.000020.000014006008001000 1200 1400 1600 1800 2000!A / S-1.m-2.mol直线斜率=A8 2K; =2.720X10-8, Kc=2.720X10-8/(390.72X10-4)2=1.78X10-5