物 理 化 学 实 验 报 告

实  验  名  称：           电导的测定及其应用        

学          院：           化学工程学院              

专          业：           化学工程与工艺            

班          级：                                     

姓          名：                                     

学          号:                                      

指  导  教  师：                                     

日          期：          2011年  月日            

一、实验目的

1. 测量KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率；

2. 用电导率测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数；

3. 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理

1．电解质溶液的电导能力通常用电导G来表示，它的单位是西门子，用符号S表示，若将某电解质溶液放入两平行电极之间，设电极间距离为l ，电极面积为A，则电导为：

                               G=KA / l                                   (2.5.1)

式 (2.5.1) 中，K为该电解质溶液的电导率，其物理意义：在两平行而相距1m，面积均为1 m2的两电极间，电解质溶液的电导称为该溶液的电导率，其单位以SI制表示为S/m；（l/A）为电导池常数，以Kcell表示，单位为m-1。

由于电极的l和A不易精确测量，因此在实验中是用一种已知电导率值的溶液先求出电导池常数Kcell， 然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值，再根据 (2.5.1) 式求出其电导率。

在讨论电解质溶液的导电能力时常用摩尔电导率（Λ_m）这个物理量。它是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导。以Λ_m表示，其单位以SI单位制表示为S·m2/mol-1。

摩尔电导率与电导率的关系：

                           Λ_m = K / C                               （2.5.2）

式（2.5.2）中，C为该溶液浓度，其单位以SI单位制表示为mol · m-3。

2. Λ_m 总是随着溶液的浓度的降低而增大的。对强电解质稀溶液而言，其变化规律可用科尔劳施经验公式表示：

                      （2.5.3）

式（2.5.3）中，是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。对特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下，A是一个常数。所以，将对作图得到的直线外推至C=0处，可求得。

3. 对于弱电解质溶液来说，其无法利用上式通过实验直接测定。但我们知道，在其无限稀释溶液中，弱电解质的a=1,每种离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献，是独立移动的，不受其他离子的影响，对电解质MV+AV-来说，即：

               （2.5.4）

式（2.5.4）中，、分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。它与温度及离子的本性有关。

在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低，离子间的相互作用可以忽略，可以认为在它浓度C时的解离度a等于它的摩尔电导率与其无限稀释摩尔电导率之比，即：

                          a=/                             （2.5.5）

把（2.5.4）代入（2.5.1）式可得：

                                         （2.5.6）

以C Λ_m 对 1/Λ_m 作图，根据其斜率求得K 。

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪1台；电导电极1只；量杯（50ml）2只；移液管（25ml）9只；洗瓶1只；洗耳球1只

试剂：10.00（mol/m3）KCl溶液;  100.0（mol/m3）HAc溶液；电导水

四、实验步骤

1．打开电导率仪开关，预热5min 。

2．KCl溶液电导率测定；

（1）用移液管准确移入10.00（mol/m3）KCl溶液25.00ml，置于洁净，干燥的量杯中；测定其电导率3次，取平均值。

（2）再用移液管准确移入25.00ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

（3）用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移入25.00ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

（4）重复（3）的步骤。

（5）重复（3）的步骤。

（6）倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净量杯和电极；量杯放回烘箱；电极用滤纸吸干。

3．HAc溶液和电导水的电导率测定；

（1）用移液管准确移入100.0（mol/m3）HAc溶液25.00ml，置于洁净，干燥的量杯中；测定其电导率3次，取平均值。

（2）再用移液管准确移入25.00ml已恒温的电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

（3）用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液，弃去；再用移液管准确移入25.00ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

（4）重复（3）的步骤。

（5）倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定其电导率3次，取平均值。

（6）倾去电导池中的电导水；量杯放回烘箱；电极用滤纸吸干。关闭电源。

五、数据记录与处理

    1.数据记录：

    大气压：100.40KPa；   室温：    27.5℃   ；  实验温度：   21.7℃；

已知数据：25℃下10.00（mol·m-3）KCl溶液电导率 = 0.1413 S·m-1；25℃时无限稀的HAc水溶液的摩尔电导率 = 0.03907（S·m2·mol -1）

（1）测定KCl溶液的电导率

    （2）测定HAc溶液的电导率

该条件下电导水的电导率 =  16.7μS/ cm

2. 数据处理

（1）将KCl溶液的各组数据填入下表内：

以KCl溶液的Λ_m对作图，由直线的截距求出KCl的

图-1    Λ_m—的关系图

（2）HAc溶液的各组数据

由上表 CΛ_m对Λ_m -1作图应得一直线，直线的斜率为（）2 K^θC^θ

图-2    —的关系图

六、结果与讨论

1．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，所以测电导是要恒温。而电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。

2. 电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低，原因是：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，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。

 

第二篇：电导的测定及其应用实验报告wqf

           宁 波 工 程 学 院

物理化学实验报告

专业班级     姓名         序号  同组姓名        指导老师       实验日期 3月31号 

实验名称            实验五  电导的测定及其应用              

一、实验目的

1、测量KCl水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。

2、用电导法测量醋酸在水溶液中的解离平衡常数。

3、掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。

二、实验原理

 1、电解质溶液的导电能力通常用点到G来表示，它的单位是西门子，用符号S（西）表示，若将某电解质溶液放入两平行电板之间，两电极之间的距离为l，电极面积为A，则电导率可表示为

                  (1)

式中，k为电导率，电极间距离为l，电极面积为A，l/A为电导池常数Kcell，单位为m^-1。

本实验是用一种已知电导率值的溶液先求出Kcell，然后把欲测溶液放入该电导池测出其电导值G，根据（1）式求出电导率k。

摩尔电导率与电导率的关系：

            (2)

式中C为该溶液的浓度，单位为mol·m^-3。

2、总是随着溶液的浓度降低而增大的。

对强电解质稀溶液，

      (3)

式中是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。A为常数，故将对作图得到的直线外推至C=0处，可求得。

3、对弱电解质溶液，

     (4)

式中、分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。

在弱电解质的稀薄溶液中，解离度与摩尔电导率的关系为：

       (5)

4、对于HAc， 

         (6)

HAc的可通过下式求得：

把(4)代入(1)得： 或

以C对作图，其直线的斜率为，如知道值，就可算出K^o

三、实验仪器、试剂

仪器：梅特勒326电导率仪1台，电导电极1台，量杯（50ml）2只，移液管（25ml）3只，洗瓶1只，洗耳球1只

试剂：10.00（mol·m^-3）KCl溶液，100.0（mol·m^-3）HAc溶液，电导水

四、实验步骤

1、打开电导率仪开关，预热5min。

2、KCl溶液电导率测定：

⑴用移液管准确移取10.00（mol·m^-3）KCl溶液25.00 ml于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管准确移取25.00 ml电导水，置于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再准确移入25.00 ml电导水，只于上述量杯中；搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑷重复⑶的步骤2次。

⑸倾去电导池中的KCl溶液，用电导水洗净量杯和电极，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干

3、HAc溶液和电导水的电导率测定：

⑴用移液管准确移入100.0（mol·m^-3）HAc溶液25.00 ml，置于洁净、干燥的量杯中，测定其电导率3次，取平均值。

⑵再用移液管移入25.00 ml已恒温的电导水，置于量杯中，搅拌均匀后，测定其电导率3次，取平均值。

⑶用移液管准确移出25.00 ml上述量杯中的溶液，弃去；再移入25.00 ml电导水，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑷再用移液管准确移入25.00 ml电导水，置于量杯中，搅拌均匀，测定其电导率3次，取平均值。

⑸倾去电导池中的HAc溶液，用电导水洗净量杯和电极；然后注入电导水，测定电导水的电导率3次，取平均值。

⑹倾去电导池中的电导水，量杯放回烘箱，电极用滤纸吸干，关闭电源。

五、数据记录与处理

1、大气压：101.76kPa           室温：23.1℃          实验温度：22.08℃

已知：25℃时10.00（mol·m^-3）KCl溶液k=0.1413S·m^-1；25℃时无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=3.907*10^-2（S·m²·m^-1）

⑴测定KCl溶液的电导率：

⑵测定HAc溶液的电导率：

电导水的电导率k(H₂O)/ (S·m^-1)：3.10*10^-4S·m^-1

2、数据处理

⑴将KCl溶液的各组数据填入下表内：

以KCl溶液的对作图

    根据，截距即为，得=151.5*10^-4 S·m²·mol^-1

⑵HAc溶液的各组数据填入下表内：

HAc原始浓度：95.09 mol·m^-3                             k = k’- k_H2O

以C对作图应得一直线，直线的斜率为:

由图可知，直线的斜率=      3.968*10^-5，求的K=2.60*10^-5

计算出来的值与画图做出来的相差：2.60*10^-5-2.12*10^-5=4.8*10^-6

六、结果与讨论

   1、溶液配制时是大浓度向小浓度稀释的。一旦某上一浓度出现偏差，则将影响到后面的浓度，因此在稀释时要及时小心，这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。

   2、对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶度浓度的降低，离子间引力变小，粒子运动速度增加，故摩尔电导率增大。

   3、电解质溶液导电只要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。因为电解质溶液的电导与温度有关，温度的变化会导致电导的变化。实验中测电导池常数和溶液电导时的温度不需要一致，因为电导池常数是一个不随温度变化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。