实验原理：

1．电离平衡常数Kc的测定原理

在弱电解质溶液中，只有已经电离的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弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率∧m与无限稀释的溶液的摩尔电导率是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系： 

                                 （1）

式中为弱电解质的电离度。

对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度c和电离度α的关系推导如下：

                    CH3COOH →CH3COO－ + H＋

  起始浓度              c            0          0 

  平衡浓度            c(1－α)        cα         cα

则

                           （2） 

以式（1）代入上式得：                                   （3）

因此，只要知道∧m∞和∧m就可以算得该浓度下醋酸的电离常数Kc。

将式（2）整理后还可得： 

                     （4）

由上式可知，测定系列浓度下溶液的摩尔电导率∧m，将∧mc对1/Λm作图可得一条直线，由直线斜率可测出在一定浓度范围内的平均值。

2．摩尔电导率∧m的测定原理

电导是电阻的倒数，用G表示，单位S（西门子）。电导率则为电阻率的倒数，用k表示，单位为G·m-1。

摩尔电导率的定义为：含有一摩尔电解质的溶液，全部置于相距为1m的两个电极之间，这时所具有的电导称为摩尔电导率。摩尔电导率与电导率之间有如下的关系。

∧m=  κ/c          （5）

式中c为溶液中物质的量浓度，单位为mol·m-3。

在电导池中，电导的大小与两极之间的距离l成反比，与电极的面积A成正比。

G = κA/ l                                                               （6）

由（6）式可得

κ=Kcell G （7）

对于固定的电导池，l和A 是定值，故比值l/A为一常数，以Kcell表示，称为电导池常数，单位为m-1。为了防止极化，通常将铂电极镀上一层铂黑，因此真实面积A无法直接测量，通常将已知电导率κ的电解质溶液（一般用的是标准的0.01000mol·L-1KCl溶液）注入电导池中，然后测定其电导G即可由（7）式算得电导池常数Kcell。

当电导池常数Kcell确定后，就可用该电导池测定某一浓度c的醋酸溶液的电导，再用（7）式算出κ，将c、κ值代入（5）式，可算得该浓度下醋酸溶液的摩尔电导率。

在这里的求测是一个重要问题，对于强电解质溶液可测定其在不同浓度下摩尔电导率再外推而求得，但对弱电解质溶液则不能用外推法，通常是将该弱电解质正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和计算而得，即：

                         （8）

不同温度下醋酸的值见表1。

表1 不同温度下醋酸的 (S·m2·mol-1)

回答人的补充   20##-07-08 13:54

实验步骤：

1．调节恒温水槽水浴温度至25℃（室温偏高，则水浴温度调节到35℃）。将实验中要测定的溶液恒温。

2．校准便携式电导率仪的电导池常数

按下电导率仪“on/off”键打开仪器，按“模式/测量”键到模式状态，按“▲”或“▼”键调节模式状态，至左下角出现CONT，按“确定”键，左下角出现CAL，按“确定”键，左下角出现CA-M，按“▲”或“▼”键调节0.02mol/L的KCl溶液的电导率大小至0.276 S/m(35℃时为 0.331 S/m )，按“确定”键出现标定好的电导池常数，再按“确定”键输入电导池常数。按“模式/测量”键到测量状态。

3．测量醋酸溶液的电导率

标定好电导池常数后，将两电极用蒸馏水洗净，用吸水纸吸干液体。处理好的电极插入到0.2 mol/L 25mL醋酸溶液中测量电导率。再用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.1 mol/L。此时不要将电极取出。（为什么？） 测量后，用标有“0.1”字样的移液管吸取25mL溶液弃去，用标有“电导水”字样的移液管吸取25mL水并注入到醋酸溶液中稀释到0.05 mol/L，摇匀后测量电导率。如此依次测定0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L、0.0125 mol/L醋酸溶液的电导率。

记录相应浓度醋酸的电导率，并计算电离度和解离常数。

4．用蒸馏水清洗电导电极和温度电极，将电极浸泡在盛有蒸馏水的锥形瓶中以备下一次实验用。

 

第二篇：电导法测弱电解质解离平衡常数实验报告