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1、实验九实验九 醋酸电离离解常数的测定醋酸电离离解常数的测定实验目的实验目的 1.学会用电导法测定一元弱酸的解离常数；2.熟悉电导池、电导池常数、溶液电导（或电导率）等相关基本概念；3.掌握电桥法测量溶液电导的实验方法和技术。实验原理实验原理根据Arrhenius（阿累尼乌斯）的电离理论，弱电解质与强电解质不同，它在溶液中仅部分解离，离子和未解离的分子之间存在着动态平衡。如乙酸水溶液中，设c为乙酸的原始浓度，c为解离度，其解离平衡为：HAc H+Ac-电离刚开始时：c 0 0电离平衡时:c(1-c)cc cc设其解离常数为K，则=cc2/(1-c)（1）由电化学理论可知，浓度为c的弱电解质稀溶液
2、的解离度c 应等于该浓度下的摩尔电导率m和溶液在无限稀时的摩尔电导率之比，即 （2）将（2）代入（1）式得：（3）在上式中，c为已知，m通过本实验求得，尽管随温度的变化而变化，但仍然可以应用离子独立运动定律计算得到。（4）mcmmcK2AcHHAc,实验原理实验原理在298.15K时(HAc)3.90710-2Sm2mol-1。任意温度下，,t(H+)m,25C(H+)1+0.014(t-25)349.8210410.014(t25)Sm2mol1 ,t(Ac-)m,25C(Ac-)1+0.02(t-25)40.910410.02（t25）Sm2mol1如何求得指定温度和浓度下的摩尔电导率m呢
3、？我们通过测盛有稀溶液的电导池里的电导G或电导率的方法来解决。)(1lARG当浓度c的单位用molL1表示而摩尔电导率m的单位用Sm2mol1表示时，m=0.001/c （5）式中电导率的单位是Sm-1，l为测量的电导电极两极片间的间距，A为电极片的截面积，对于一个固定的电导池，l和A都是定值，故比值 l/A为一常数，称为电池常数Kcell。所以有 =Kcell/R （6）根据以上关系，只要我们在指定温度下测得不同浓度下的电导率（用电导率仪）或溶液的电阻（用1000Hz交流电下的惠斯通电桥测），就可以计算出摩尔电导率m，再根据式（3），即可计算出解离常数K来。本实验我们采用测溶液电阻的方法，先
4、用已知电导率的KCl标准溶液测出那个条件下的特征电阻值RS，算出Kcell；然后使用同一电导池测定待测乙酸溶液的电阻Rx，最后就可以得到解离常数K 132xR RRR=xR溶液的电导通常利用惠斯通电桥来测定，线路如图，其中S为音频讯号发生器，R1，R2，R3是三个可变电阻箱，RX为待测溶液的电阻值，H为示零装置，C1是与电阻R1并联的一个可变电容，用以平衡电导电极的电容。测定时调节R1，R2，R3和C1，使H无电流通过，此时表明B、D两点电位相等，电桥达到了平衡（示波器上的正弦波就变成一条直线），即有：的倒数即为该溶液的电导。实验步骤实验步骤1.调节恒温水浴温度为25.000.05或30.00
5、0.052.C/2和C/4浓度HAc溶液的配制：用移液管各移取25.00ml真实浓度为C的HAc溶液，分别注入50ml和100ml容量瓶中，然后分别加蒸馏水至刻度并摇匀即成，其真实浓度分别为原溶液浓度的1/2和1/4。3.按图用导线连接电桥线路，接好后需经教师检查。检查并调节示波器及低频信号发生器（输出频率为1000Hz）的各有关旋钮，然后接通各自电源，观察示波器屏幕，如果出现稳定的正弦波图形，说明接线正确，可以进行下一步测定工作。4.电池常数的测定：（1）将电导电极和试管用蒸馏水洗净，然后用少量0.01000mol/L的KCl溶液涮洗3次；在试管中加入1/41/3容积的KCl溶液，并插入电导
6、电极，将试管置于恒温水浴中恒温5分钟以上。注意：a.操作时切勿触碰电极头镀铂黑处，以免损伤铂黑镀层而导致电池常数改变。b.测量时若观察到电极表面附有小气泡，应轻轻敲击振动试管，将其排除，以免引起测量误差。（2）调节各电阻箱的阻值，使得屏幕上正弦曲线的波幅减小为0，即形成一条直线，这时可认为电桥达到平衡状态，将电阻箱各档位的读数相加，即为电阻箱阻值。（3）重复步骤（1）、（2）两次，即一共测定3次，计算时取其平均值。5HAc溶液电导的测定：按上述(1)(3)的方法，依次测定浓度为C，C/2及C/4的HAc溶液的电阻值。6.实验完毕，关闭所有仪器电源，清洗玻璃仪器及电导电极，并将电导电极呈给老师检
7、查后置于蒸馏水塑料瓶中浸泡保养。实验注意事项实验注意事项1、锥形瓶要洁净;2、示波器要正确调节;3、接线不能有断路情况;4、注意保护铂黑电极，铂黑不能擦。实验数据处理实验数据处理 有关已知数据：25下0.01000mol/L KCl溶液电导率=0.1413 Sm-1 无限稀的HAc水溶液的摩尔电导率（25）,m=3.90710-2Sm2mol-1 将实验数据列表，然后按实验原理部分所述，分别计算电池常数Kcell和各浓度HAc溶液的解离常数K。思考题思考题1、电导池常数是否可用卡尺来测量？若实际过程中电导池常数发生改变，它对平衡常数有何影响？2、测定溶液的电导为什么要选用1000Hz的交流电源
8、？能否用直流电桥？3、结合本实验结果，分析当HAc浓度变稀时，Rx、m、c、K等怎样随浓度变化？你的实验结果与理论是否相符合？为什么？4、为什么要测定重蒸馏水的电导率？本实验中为什么要用重蒸馏水做溶剂？5、为什么要使用镀铂黑电极？示波器面板上各旋钮的作用示波器面板上各旋钮的作用：1电源开关2辉度 控制屏幕上光迹的亮度，顺时针方向旋转亮度增加，反之则减弱。3聚焦 控制光点聚焦。聚焦良好时，光点应为一清晰的小圆点。4辅助聚焦 辅助聚焦使光点应为一清晰的小圆点。5Y轴位移 控制荧光屏上Y轴方向轨迹位置。6X轴移位 控制荧光屏上X轴方向轨迹位置。7衰减分1、10、100三档，供选择适当的偏转电压。在“
9、”位置时，机内电压直接从Y轴输入端送入。8微调 控制荧光屏上Y轴方向光迹的长度。顺时针方向旋转光迹增长，反之则减短。9DC AC Y轴放大器的耦合开关。置DC时，被测信号直接送到Y轴放大器；在AC时，被测信号经电容器耦合送到Y轴放大器。10平衡 校准Y轴直流放大器平衡输出。11Y输入 被测信号从Y轴输入的接线柱。12扫描范围 锯齿形扫描频率范围变换开关。TVT和TVH分别为电视场频和行频扫描。在“外”接时，扫描发生器停止工作，信号可经“X输入”接线柱送入X轴放大器。13微调/相位 置“同步内”时，作为扫描频率微调控制器。当置于“同步电源”时，起相位调节作用。14同步 控制扫描发生器的同步方式。置“内”时，同步信号自Y轴直接送至扫描发生器；置“电源”时，则由电源频率信号输入X轴放大器。15增益 控制荧光屏上X轴方向光迹的长度。顺时针方向旋转光迹增长，反之则减短。显示光迹长度在6内。16X输入 被测信号从X轴输入的接线柱。17 地 公共端的接线柱。
