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Λ∞
m,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Λm与无限稀释的溶液中摩尔电导率Λ这由两m是有差别的。
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,Λm通常称为表观摩尔电导率。
Λm/Λ
若U+= U-,U+=U-则
Λm/Λ
式中α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Ka,起始浓度C0,电离度α有以下关系: AB
A+ + B-
起始浓度mol/L: C0 0 0
平衡浓度mol/L: C0·(1-α) αC0 αC0
Kc=[c(A+)/c][c(B-)/c]/[c(AB)/c]=C0α2/(1-α)=C0Λ
根据离子独立定律,Λ∞∞,∞∞∞m=α(U++ U-)/(U+∞+ U-) ∞m=α ??????2m/[cΛ∞m(Λ∞m-Λm)] Λm可以从电m可以从离子的无限稀释的摩尔电导率计算出来。
?导率的测定求得,然后求出Ka。
ΛmC0/c =Λ
??∞2?mKc/Λm-Λ∞mKc? ∞通过ΛmC0/c ~1/Λm作图,由直线斜率=Λ
三、仪器与试剂 2?mKc,可求出Kc?。
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25℃±0.3℃。
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:25.2℃,电导池常数K(l/A):0.94 m-1,Λ
∞
2-1
m表1 醋酸电离常数的测定
HAC -κHAC -κ
电导水
计算:Λm/s.m2.mol-1=(κ
={(κ
)us.cm-1×10-4/[c(HAC)mol.L-1×103] ) ×10-7/c(HAC)}
电导水
Λm(1)={(0.520×103-2.90)/(1.000×10-1)}×10-7=5.17×10-4s.m2.mol-1 Λm(2)={(0.375×103-2.90)/(5.000×10-2)}×10-7=7.44×10-4s.m2.mol-1 Λm(3)={(0.265×103-2.90)/(2.500×10-2)}×10-7=1.05×10-3s.m2.mol-1 Λm(4)={(0.187×103-2.90)/(1.250×10-3)}×10-7=1.47×10-2s.m2.mol-1 Λm(5)={(0.129×103-2.90)/(6.250×10-4)}×10-7=2.02×10-2s.m2.mol-1 Λ
∞
m(HAC)=Λ
∞
m(H
+
)+Λ
∞
m(AC
-
)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1
=390.72 s.cm2/mol=3.9072×10-2s.m2.mol-1
α=Λm/Λ
∞
m
α(1)= 5.17×10-4/ 3.9072×10-2=0.0142 α(2)= 7.44×10-4 / 3.9072×10-2=0.0199
α(3)= 1.05×10-3 / 3.9072×10-2=0.0275 α(4)= 1.47×10-2 / 3.9072×10-2=0.0397 α(5)= 2.02×10-2/ 3.9072×10-2=0.0545 Kc=C0Λ
???????
2
m/[Λ
∞
m(Λ
∞
m-Λm)
Kc(1)=1.000×10-1×(5.17×10-4)2/[390.72×(390.72-5.17)×10-8]=1.78×10-5 Kc(2)=5.000×10-2×(7.44×10-4)2/[390.72×(390.72-7.44)×10-8]=1.85×10-5 Kc(3)=2.500×10-2×(1.05×10-3)2/[390.72×(390.72-1.05)×10-8]=1.85×10-5 Kc(4)=1.250×10-3×(1.47×10-3)2/[390.72×(390.72-1.47)×10-8]=1.85×10-5 Kc(5)=6.250×10-3×(2.02×10-3)2/[390.72×(390.72-2.02)×10-8]=1.76×10-5 Kc(平均值)= 1.82×10-5
表2 醋酸电离常数的测定
C0/cΛm /S.m.mol
-2o-1
1/Λm/s.m.mol
2
-1
直线斜率=Λ
∞
?2? -8
K=2.721×10,Kmcc
=2.721×10-8/(390.72×10-4)2=1.78×10-5
第二次实验:实验温度:24.9℃,电导池常数K(l/A):0.94 m-1,Λ
∞
2-1
m表1 醋酸电离常数的测定
HAC -κHAC -κ
电导水
计算:Λm/s.m2.mol-1=(κ
={(κ
)us.cm-1×10-4/[c(HAC)mol.L-1×103] ) ×10-7/c(HAC)}
电导水
Λm(1)={(0.522×103-3.10)/(1.000×10-1)}×10-7=5.17×10-4s.m2.mol-1 Λm(2)={(0.372×103-3.10)/(5.000×10-2)}×10-7=7.44×10-4s.m2.mol-1 Λm(3)={(0.266×103-3.10)/(2.500×10-2)}×10-7=1.05×10-3s.m2.mol-1 Λm(4)={(0.185×103-3.10)/(1.250×10-3)}×10-7=1.46×10-2s.m2.mol-1 Λm(5)={(0.131×103-3.10)/(6.250×10-4)}×10-7=2.05×10-2s.m2.mol-1 Λ
∞
m(HAC)=Λ
∞
m(H
+
)+Λ
∞
m(AC
-
)=349.82s.cm2.mol-1+40.9s.cm2.mol-1
=390.72 s.cm2/mol=3.9072×10-2s.m2.mol-1
α=Λm/Λ
∞
m
α(1)= 5.19×10-4/ 3.9072×10-2=0.0133 α(2)= 7.38×10-4 / 3.9072×10-2=0.0189 α(3)= 1.05×10-3 / 3.9072×10-2=0.0269 α(4)= 1.46×10-2 / 3.9072×10-2=0.0372 α(5)= 2.05×10-2/ 3.9072×10-2=0.0524 Kc=C0Λ
??????
2
m/[Λ
∞
m(Λ
∞
m-Λm)
Kc(1)=1.000×10-1×(5.19×10-4)2/[390.72×(390.72-5.17)×10-8]=1.79×10-5 Kc(2)=5.000×10-2×(7.38×10-4)2/[390.72×(390.72-7.44)×10-8]=1.82×10-5 Kc(3)=2.500×10-2×(1.05×10-3)2/[390.72×(390.72-1.05)×10-8]=1.86×10-5 Kc(4)=1.250×10-3×(1.46×10-3)2/[390.72×(390.72-1.47)×10-8]=1.80×10-5 Kc(5)=6.250×10-3×(2.05×10-3)2/[390.72×(390.72-2.02)×10-8]=1.81×10-5
Kc(平均值)= 1.82×10-5
?
表2 醋酸电离常数的测定
实验温度:24.9℃,电导池常数K(l/A):0.94 m-1,Λ
∞
2-1
m
C0/cΛm/S.m.mol
-1
2
o
-1
-2
1/Λm/ S.m.mol
直线斜率=Λ
∞
?2? 10-8,KcmKc=2.720×
=2.720×10-8/(390.72×10-4)2=1.78×10-5
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