实验11电导法测定醋酸电离平衡常数

实验11 电导测定醋酸电离平衡常数甘汞电极
一、目的要求
1. 测定醋酸的电离平衡常数。
2. 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。
二、原理
醋酸在水溶液中呈下列平衡:
H Ac  =  H +  +  Ac -
c (1-α)    c α    c α
式中c 为醋酸浓度;α为电离度,则电离平衡常数Kc 为:              Kc  = α
-α1c 2
定温下,Kc 为常数,通过测定不同浓度下的电离度就可求得平衡常数Kc 值。
醋酸溶液的电离度可用电导法测定。溶液的电导用电导率仪测定。测定溶液的电导,要将被测溶液注入电导池中,如图11-1所示缓冲块
图11-1 浸入式电导池
若两电极间距离为l ,电极的面积为A ,则溶液电导G 为:
G=l /A κ
式中:κ为电导率。电解质溶液的电导率不仅与温度有关,还与溶液的浓度有关。因此常用 摩尔电导Λm 来衡量电解质溶液的导电能力。
sero-0151
Λm 与κ之间的关系为:
Λm =10-3κ/c                                        (11-1)
式中Λm 的单位是S ∙m 2∙mol -1。κ的单位为S ∙m -1。c 的单位为mol ∙dm -3。
弱电解质的电离度与摩尔电导的关系为:
α=∞ΛΛm
m                                        (11-2) ∞
Λm 为无限稀溶液的摩尔电导,对于醋酸溶液: Kc=)(c m
m m 2
m Λ-ΛΛΛ∞∞                            (11-3) ∞
Λm 可由下式计算:
标准车当量数
Λm (HAc )=)
Ac ()H (m m -∞+∞λ+λ                        (11-4) )]C 25t (042.01)[K 15.298
,H ()T ,H (m m ︒-+λ=λ+∞+∞      (11-5) )]C 25t (02.01)[K 15.298,Ac ()T ,Ac (m
m ︒-+λ=λ-∞-∞      (11-6) 124m mol m S 1082.349
)C 25,H (--+∞∙∙⨯=︒λ              (11-7) 24m m S 1090.40)C 25,Ac (∙⨯=︒λ--∞
1mol
-∙              (11-8) 式中t 为体系的摄氏温度。根据以上关系式,只要测得不同浓度下的电导,就可计算出摩尔电导,再由(11-3)式计算出Kc 。
三、仪器与试剂:
仪器: DDS –12A 型或DDS –11A 型电导率仪1台;恒温水槽1套;电导池1个;1mL 移液管
1支;25 mL 容量瓶5个。防水袋
试剂:醋酸 (分析纯);0.0100M 的KCl 的标准溶液;二次蒸馏水。
四、实验步骤
1. 熟悉恒温水槽装臵:恒温水槽由继电器,接触温度计,水银温度计,加热器,搅拌器等
组成。其操作步骤如下:接通电源,调节接触温度计的触点使其控制温度为25℃。当继电器的红灯亮时,恒温水槽的加热器正在加热;当继电器的绿灯亮时,恒温水槽的加热器停止加热。恒温水槽的温度应以水银温度计的读数为准,当槽温与25℃有偏离时,小心调节接触温度计的调节螺帽,使恒温水槽的温度逐步趋近25℃。 注意:继电器只能用来控温,它不能用作电源开关,当实验结束后,一定要断开电源开关。
2. 配制HAc 溶液:用移液管分别吸取0.1,0.2,0.3,0.4,0.5毫升HAc 溶液各自放入25
毫升的容量瓶中,均以蒸馏水稀释至25.00毫升。
3. 测定HAc 溶液的电导率
用蒸馏水充分浸泡洗涤电导池和电极,再用少量待测液荡洗数次。然后注入待测液,使液面超过电极1—2厘米,将电导池放入恒温槽中,恒温5—8分钟后进行测量。严禁用手触及电导池内壁和电极。
按由稀到浓的顺序,依次测定被测液的电导率。每测定完一个浓度的数据,不必用蒸馏水冲洗电导池及电极,而应用下一个被测液荡洗电导池和电极三次,再注入被测液测定其电导率。
4. 实验结束后,先关闭各仪器的电源,用蒸馏水充分冲洗电导池和电极,并将电极浸入蒸
馏水中备用。
DDS —12A 型电导仪的使用方法:
(1) 接通电源,仪器预热10分钟。在没有接上电极接线的情况下,用调零旋钮
将仪器的读数调为0。
(2) 若使用高周档则按下20ms/cm 按钮;使用低周档则放开此按钮。本实验采
用高周档进行测量。
(3) 接上电极接线,将电极从电导池中取出,用滤纸将电极擦干,悬空放臵,
按下2μs/cm 量程按钮,调节电容补偿按钮,使仪器的读数为0。
(4) 将温度补偿按钮臵于25℃的位臵上,仪器所测出的电导率则为此温度条件
下的电导率。
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(5) 按仪器说明书的方法对电极的电极常数进行标定。
(6) 将被测溶液注入电导池内,插入电极,将电导池浸入恒温水槽中恒温数分
钟,按下合适的量程按钮,仪器的显示数值为被测液的电导率。若仪器的
显示的首位为1,后三位数字熄灭,表示被测液的电导率超过了此量程,
可换用高一档量程进行测量。
五、数据处理:
查出实验温度下HAc 溶液的∞Λm
的值,计算HAc 溶液在所测浓度下的电离度α和电离平衡常数Kc ,求出Kc 的平均值。
六、思考题:
1. DDS –11型电导率仪使用的是直流电源还是交流电源?
2. 电导池常数(即电极常数)是怎样确定的?本实验仍安排了0.0100M 的KCl 的测定,用
意何在?
3. 将实验测定的Kc 值与文献值比较,试述误差的主要来源。
七、实验注意事项:
1. 溶液的电导率对溶液的浓度很敏感,在测定前,一定要用被测溶液多次荡洗电导池和电
极,以保证被测溶液的浓度与容量瓶中溶液的浓度一致。
2. 实验结束后,一定要拔去继电器上的电源插头。若仅仅关掉继电器上的开关,而未拔掉
电源插头,恒温水槽的电加热器将一直加热,而继电器不再起控温的作用,会引起事故。

本文发布于:2024-09-22 15:45:21,感谢您对本站的认可!

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