电导测定及其应用实验报告.docx
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电导测定及其应用实验报告
电导测定及其应用实验报告
篇一:
电导的测定及应用实验报告
实验名称
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、电导G:
对于电解质溶液,常用电导表示其导电能力的大小。
电导G是电阻R的倒数,即G=1/R。
电导的单位是西门子,常用S表示。
1S=1Ω-1
2、电导率或比电导:
κ=Gl/A(
其意义是电极面积为及1m、电极间距为lm的立方体导体的电导,单位为S·m-1。
对电解质溶液而言,令l/A=Kcell,Kcell称为电导池常数。
所以κ=Gl/A=GKcell3、摩尔电导率:
Λm=κ/C(
强电解质稀溶液的摩尔电导率Λm与浓度有如下关系:
Λm=Λ∞m-AC(
Λ
∞
m为无限稀释摩尔电导率。
可见,以
∞
Λm对C作图得一直线,其截距即为Λm。
2
弱电解质溶液中。
在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离。
此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m=V+Λm,++V-Λm,-(
根据电离学说,可以认为,弱电解质的电离度α等于在浓度时的摩尔电导Λ与溶液在无限稀释时的电导Λ
∞
m之比,即
∞
:
α=Λm/Λm(
4、弱电解质电离平衡常数:
弱电解质AB型的电离平衡常数:
Kθ=(Cα2)/Cθ(1-α)(所以,通过实验测得α即可得Kθ值。
把(
Kθ=(CΛ∞m2)/Λ∞mCθ(Λ∞m-Λm)(或CΛm=(Λ∞m2)KθCθ1/Λm-Λ∞mKθCθ
以CΛm对1/Λm作图,其直线的斜率为(Λ∞m2)KθCθ,如知道Λ∞m值,就可算出Kθ。
三、实验仪器、试剂
仪器:
梅特勒326电导率仪1台;电导电极一只,量杯(50mL)2个;移液管(25mL)3只;洗瓶一只;洗耳球一只。
药品:
10.00(mol/m)KCl溶液;0.093mol/dm)HAc溶液;电导水。
四、实验步骤
1.打开电导率仪开关,预热5min。
3
3
2.KCl溶液电导率的测定:
(1)用移液管准确移入10.00(mol/m3)KCl溶液25.00mL,至于洁净、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)再用移液管准确移出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的测定:
(1)用移液管准确移入0.093(mol/dm3)KCl溶液25.00mL,至于洁净、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)再用移液管准确移出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)再用移液管准确移出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。
(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,用电导水洗净量杯和电极;量杯放回烘箱;电极用滤纸吸干。
五、数据记录与处理1.数据记录
大气压:
101.10KPa室温:
25.2℃实验温度:
25.2℃已知数据:
25℃下10.00(mol/m3)KCl溶液电导率=0.1413S·m-1;25℃时无限稀释的HAc水溶液的摩尔电导率=3.907×10(S·m·mol)。
(1)测定KCl溶液的电导率:
-2
2
-1
(2)测定HAc水溶液的电导率:
电导水的电导率κ=(H
2.数据处理
-1
-4
以KCl溶液的Λm对C作图得一直线,其截距即为KCl的Λ∞m。
由图可知斜率为-7.98152×10,截距为0.01648由Λm=Λ∞m-AC得出Λ∞m=0.01648S·m2·mol-1
(2)HAc溶液的各组数据-4
κ=κ′-κH2O
以CΛm对1/Λm作图,其直线的斜率为(Λ∞m2)KθCθ,如知道Λ述结果进行比较。
∞
Kθ,并与上
m值,就可算出
由图可知此直线的斜率为4.44727×10-5,所以(Λ∞m)2KθCθ=4.44727×10-5,又因为Λ∞m=3.907×10-2(S·m2·mol-1),Cθ=1mol/L;
所以Kθ=4.1963×10-5/((3.907×10-2)2×1×1000)=2.749×10-5
实验计算所得结果相对图得到的结果的相对误差=(2.749×10-5-2.267×10-5)×100%=17.5%六、结果与讨论误差分析:
1、移液管使用时存在误差,使得溶液浓度非理想浓度;
2、更换待测液时,电导率仪的电极与未洗干净或未擦干,导致误差;3、电导水的电导率的测定误差;4、移液管操作时没有进行搅拌。
有关已知数据:
25℃下0.01000mol/LKCl溶液电导率К=0.1413S·m无限稀的HAc水溶液的摩尔电导率(25℃)∧∞m=3.907×10-2S·m2·mol-1
-1
篇二:
电导的测定及其应用实验报告
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、电导G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)
-3
式中C为该溶液的浓度,单位为mol·m。
2、
总是随着溶液的浓度降低而增大的。
对强电解质稀溶液,式中
(3)
对c作图得到的直线外推
是溶液在无限稀释时的极限摩尔电导率。
A为常数,故将
。
(4)
至C=0处,可求得
3、对弱电解质溶液,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)
对于HAc,
HAc的
(6)
可通过下式求得:
把(4)代入
(1)得:
以C
对
作图,其直线的斜率为
或
,如知道
值,就可算出Ko
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25.00ml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25.00ml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。
⑶用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液,弃去;再准确移入25.00ml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)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。
⑵再用移液管移入25.00ml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25.00ml上述量杯中的溶液,弃去;再移入25.00ml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25.00m(转载自:
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电导测定及其应用实验报告)l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:
室温:
实验温度:
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)
-3
⑵测定HAc溶液的电导率:
电导水的电导率k(H2O)/(S·m-1):
7*10-4S·m-1
2、数据处理
⑴将KCl溶液的各组数据填入下表内:
对c作图
以KCl溶液的
0.0152
0.0150
0.0148
YAxisTitle
0.0146
0.0144
0.0142
0.0140
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
XAxisTitle
根据
,截距即为
,得
=154*10-4S·m2·mol-1
⑵HAc溶液的各组数据填入下表内:
-3
k=k’-kH2O
uS.cm-1=10-4S·m-1
CHAc=0.1127mol·dm=112.7mol·m
-3
-3
kH2O=7*10-4S·m-1
k(HAc测量)=560*10S·m
-4
-1
k(HAc)=k(HAc测量)-kH2O=553*10S·m
-4-1
Λm=553*10-4/112.7=4.91*10-4S·m2·mol-1Λm-1=2.04*103S-1·m-2·molCα=4.91*10/3.907*10=0.0126Kc=0.1127*0.0126/1*(1-0.0126)=1.81*10以C
对
2
-5
-4
-2
=k=553*10-4S·m-1
作图应得一直线,直线的斜率为,由此求得K,于上述结果进行比较。
o
直线的斜率
=2.87*10-5所以:
Ko=2.87*10-5/103*(3.907*10-2)2=1.88*10-5
-5
-6
计算出来的值与画图做出来的相差:
(1.88-1.753)*10=1.27*10
六、实验结果与分析
查阅KCl溶液的标准值为0.01499S?
m2?
mol-1
则可以计算其相对误差Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667‰
七、讨论与心得
1、实验中不必扣除水的电导。
因为经测定,实验所使用的去离子水的电导与待测溶液的电导相差几个数量级,因此不会对实验结果产生很大的影响。
2、溶液配制时的问题:
溶液时由大浓度向小浓度一瓶一瓶稀释过来的。
一旦某一瓶配制出现偏差,则将影响到后面的几瓶,因此在溶液配制的时候要及其小心,我认为这也是影响实验准确性的一个很重要的因素。
3、浓度较小时,信号不明显,即某个电阻改变一个大阻值,其示波器的变化不大,可能会导致大的偏差。
思考题:
1、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,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。
2、为什么要用音频交流电源测定电解质溶液的电导?
交流电桥平衡的条件是什么?
答:
使用音频交流电源可以使得电流处于高频率的波动之中,防止了使用直流电源时可能导致的电极反应,提高测量的精确性。
3、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。
4、测电导时为什么要恒温?
实验中测电导池常数和溶液电导,温度是否要一致?
答:
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。
篇三:
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
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
(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
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
把(4)代入
(1)
得:
以C
对
或
,如知道
值,就可算出Ko式
求
得
:
作图,其直线的斜率为
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25.00ml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25.00ml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。
⑶用移液管准确移出25.00ml上述量杯中的溶液,弃去;再准确移入25.00ml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25.00ml,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25.00ml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25.00ml上述量杯中的溶液,弃去;再移入25.00ml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25.00ml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:
室温:
实验温度:
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(H-1-4-12、数据处理
对c作图
以KCl溶液的
2-1mmol)摩尔电导率/(S··
1/2
-3/2
C/(mol·m)
1/2
根据
,截距即为
,得
=151.5*10-4S·m2·mol-1
⑵HAc溶液的各组数据填入下表内:
-3以C对作图应得一直线,直线的斜率为:
0.06
0.05
-1电导率/(S.m)
0.04
0.03
0.02
0.01
-1-2
摩尔电导率的倒数/(
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。