溶液电导的测定 - 测HAc的电离平衡常数

溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数 1. 简述电导法测醋酸的电离平衡常数的测量原理。

电解质溶液属于第二类离子导体，它是靠正负离子的定向迁移传递电流，溶液的导电本领可用电导率来表示。将电解质溶液放入两平行电极之间，两电极距离为l（m），两电极面积均为A（m2），这时溶液的电阻、电导、电导率分别为：

R??l1lk1A?l?? kcell? G? ??? ?? cell A?ARlkcellRA电导池常数或电极常数kcell可用标准溶液（常用氯化钾溶液）标

定。应用同一个电导池，便可通过电阻的测量求其它电解质溶液的电导率。

溶液的摩尔电导率?m是指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为 1m 的两平行电板电极之间的电导，其单位为S·m2·mol-1。摩尔电导率与电导率和浓度的关系为：?m??c

无限稀释摩尔电导率??m：溶液在无限稀释时的摩尔电导率。无论强弱电解质，此时均全部电离，符合离子独立移动定律：

????m????m,?????m,?。

?m随浓度变化的规律，对强弱电解质各不相同，对强电解质稀

溶液可用科尔劳奇（Kohlrausch）经验公式表示：?m???m?Ac，将?m对c作图，外推可求得??m。 对弱电解质来说，可以认为它的电离度?等于溶液在浓度为c时的摩尔电导率?m和溶液在无限稀释时的摩尔电导率??m之比，即：

。 ???m??mAB型弱电解质在溶液中达电离平衡时，电离平衡常数Kc与浓度

c和电离度?有以下关系：

AB ? A? ? B-初始 c 0 0

达电离平衡 c?1-?? c? c? Kc??cc?α??21?α)2 ???Λm(Λm?Λm)m?cc?(Λ??可改写为直线方程： ???2Kc(Λm)??ccΛm??KcΛm

Λm?测出HAc溶液不同浓度c的电导率κ，计算出其摩尔电导率?m，

?Kc以?cc??Λm对1?m作图为一直线，从直线斜率和截距可求得??。 m和

2. 在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，影响准确测定结果的因

素有那些？

答：溶液的浓度，恒温槽的温度，电导水的电导率，移液管取液。

3. 用不同的电导电极测定同一溶液的电导率时所得结果应该怎样？为什么？

答：理论上应该相同，因为溶液的电导率是溶液本身的性质。如果电导池常数或电极常数kcell没有标定，会导致用不同的电导电极测定同一溶液的电导率得到的结果略有不同。

4. 如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？

答：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。对弱电解质而言，溶液浓度降低时，解离度增加，溶液电导率变化不大，因此摩尔电导率也增加，在溶液极稀时，随着溶液浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。

5. 测定溶液的电导率时为何要用交流电？能否用直流电？

答：直流电有可能会在溶液中发生电化学反应（例如电解水成为氢气和氧气），改变测定溶液的浓度，影响测量结果；用交流电不

会出现这样的问题，因为电流的方向总是在变化，溶液中没有稳定的电极存在，不会发生持续的电化学反应。

6. 什么是电导水？测醋酸的电离平衡常数时为何要测电导水的电导率？水越纯，电导率是越大还是越小？

答：电导水是指实验室中用来测定溶液电导时所用的一种纯净水，其??1?10?4S?m?1。

水的电导率相对弱电解质的电导率是不能忽略的，因此要测定水的电导率。水越纯，电导率越小。

7. 电解质溶液电导与哪些因素有关？

答：电解质溶液导电主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。

8. 在测HAc的电离平衡常数实验中，用移液管移取溶液时能否先用该溶液润洗？为什么？

答：需要先用该溶液润洗，因为要准确知道醋酸的浓度，不用醋酸润洗移液管就会造成醋酸浓度偏小，造成实验误差。

9. 在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，为什么要测电导池常数？如何得到该常数？

答：在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，要求醋酸的电离平衡常数，需测出HAc溶液不同浓度c的电导率κ，要准确测定HAc溶液电导率κ，必须先准确知道实验中所用电导池常数或电极常数kcell。电导池常数或电极常数kcell可用标准溶液（常用氯化钾溶液）标定。

10. 在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，测电导率时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导率，温度是否要一致？

答：电离平衡常数是温度的函数，随温度而变，所以测定时要在恒温条件下进行。温度需要一致，否则给实验造成很大误差。

11. 设计一个实验，用电导法测定难溶盐PbSO4的溶解度，并写出实验方案。

答：用电导法测定难溶盐PbSO4的溶解度的实验方案： （1）将恒温水浴温度调至(25.0±0.1)℃或(30.0±0.1)℃。 （2）测定电导池常数Kcell

倾去电导池中蒸馏水(电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变)。将电导池和铂电极用少量的0.1mol·L-1 KCl溶液洗涤2-3次后，装入0.1mol·L-1 KCl溶液，恒温后，用电导率仪测其电导率，重复测定三次。

（3）测定电导水的电导率

倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净电导池和铂电极，然后注入电导水，恒温后测其电导率，重复测定三次。 （4）测定硫酸铅溶液的电导率

将约1克固体硫酸铅放入200毫升锥形瓶中，加入约100毫升电导水，摇动并加热至沸腾。倒掉清夜，以除去可溶性杂质，按同法重复两次，再加入100毫升电导水，加热至沸腾使之充分溶解。然后放在恒温槽中，恒温20分钟使固体沉淀，将上层溶液倒入一个干燥的试管中，恒温后测其电导率，然后换溶液在测定俩次，求平均值。

12. 温度越高为什么醋酸的电离平衡常数越小?

答：电离平衡常数与温度的关系主要取决于电离过程是放热还是吸热过程。如是放热，则温度越高，电离平衡常数越小；如是吸热，则相反。酸碱的电离过程是放热，故温度越高电离平衡常数就越小。其实电离过程中是放热还是吸热，主要看能量变化，电解质中断键从稳定到不稳定，能量由小变大，是吸热过程，而以形成水合离子成键则是由不稳定到稳定，能量由大变小，则是放热过程。

13. 如何测定电导电极常数？为何要对常数进行校准？

答：根据公式K=κ/G=Rκ，电极常数K可以通过测量电导电极在一定浓度的KCl溶液中的电导G(或电阻R)来求得，此时KCl溶液的电导率κ是已知的。由于测量溶液的浓度和温度不同，以及测量仪器的精度和频率也不同，电导电极常数K有时会出现较大的误差，使用一段时间后，电极常数也可能会有变化，因此，新购的电导电极，以及使用一段时间后的电导电极，电极常数应重新测量标定，电导电极常数测量时应注意以下几点：（1）测量时应采用配套使用的电导率仪，不要采用其它型号的电导率仪。 （2）测量电极常数的KCl溶液的温度，以接近实际被测溶液的温度为好。 （3）测量电极常数的KCl溶液的浓度，以接近实际被测溶液的浓度为好。

14. 测溶液的电导时，为了消除极化作用，实验中采取了什么措施？ 答：用交流电，用镀铂黑的铂电极，增大电极面积，减小电流密度，减小极化。