醋酸电离常数测定讲义

上传者：彭磊
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上传时间：2015-04-15
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醋酸电离常数测定讲义

弱电解质电离常数的测定

一、实验目的

1. 了解溶液电导及电导率的基本概念，掌握电导率仪的使用方法。

2. 掌握溶液电导率的测定及应用。

3. 测定弱电解质（HAc）的电导率，计算醋酸的电离常数Kc。

二、实验原理

AB型弱电解质如醋酸，在一定浓度范围内，只有部分发生电离，有如下电离平衡：

HAc == H+ + Ac-

起始浓度 c 0 0

平衡浓度 c(1- ) c c

式中：c为醋酸起始浓度，为醋酸的电离度，当达到电离平衡时，其电离常数为：

KHAc[H ][Ac ]c 2 [HAc]1

在一定温度下KHAc是常数，因此可以通过测定醋酸在不同浓度时的电离度α代入上式求出KHAc。醋酸溶液的电离度可用电导（率）法来测定。 AG 溶液电导(G)的大小与两电极之间的距离(l)成反比，与电极的面积(A)成正比: l式中：l/A为电导池常数，以Kcell表示。

κ为电导率，其物理意义是在两平行而相距1m，面积均为1m2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制表示为是S·m-1(c·g·s制表示为S·cm-1)。

溶液的摩尔电导率是指把含有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Λm表示，其单位以SI单位制表示为S·m2·mol-1(以c·g·s单位制表示为S·cm2·mol-1)。

摩尔电导率 m是指将含有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。它与溶液的电导率间的关系为: m

式中，c为该溶液的浓度，其单位以SI单位制表示为mol· m-3。

对于弱电解质溶液来说，可以认为: m m

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是溶液在无限稀释时的摩尔电导率（极限摩尔电导率）。

这样，醋酸的标准电离常数可以表示为：

(c/c ) 2

m K m( m m)

对于弱电解质HAc，其极限摩尔电导率可根据科尔劳乌斯的离子独立运动定律，由强电解质的极限摩尔电导率求得，如： m(HAc) m(H) m(Ac) m(HCl) m(NaCl) m(NaAc)

或通过查表获得。已知：

.15K) 349.82 10 4S m2 mol 1， .15K) 40.90 10 4S m2 mol 1。 m(H,298m(Ac,298

与温度的关系为：

.15K)[1 0.0244(T 298.15K)]m(Ac,T) m(Ac,298

(H,T) (H,298.15K)[1 0.0142(T 298.15K)] mm

这样，我们测出在指定温度下指定醋酸浓度下的摩尔电导率，就可以就算出在该温度下醋酸的电离常数。

三、仪器试剂

1.仪器： METTLER-TOLEDO （FE30）电导率仪1台；100mL容量瓶4只；50 mL烧杯5只；

50mL移液管1支；洗瓶 1只；洗耳球1只。

2.试剂： 0.1mol·dm-3HAc溶液（100mol·m-3HAc溶液）

四、实验步骤

1、电导率仪的调整与使用

接通电源，按“退出”键打开电导率仪，屏幕显示“0.00μs/cm，√A”，MTC 25.0℃。如果屏幕显示有误，分别按“模式”、“读数”、“设置”键进行归正。预热10min。

测定溶液的电导率时，将电极垂直悬空于溶液中，必须将电极的空心端全部浸入溶液中。按“读数” 键开始测量，测量时电导率仪显示屏的小数点在闪动，当小数点不再闪动，同时√A显示在屏幕上时，表示测量结束，此时显示的数值即为待测溶液的电导率。

一个溶液测量后，必须用去离子水冲洗电极，用卷纸小心的吸干，才可以测量下个溶液。

所有样品测量结束后，长按“退出”键（约3秒）关闭电导率仪，用去离子水冲洗电极，用卷纸小心的吸干。关闭电源。

2、配制浓度为原始醋酸(0.1mol·dm-3)浓度的 1/2, 1/4, 1/8, 1/16的溶液

用移液管移取原始醋酸(0.1mol·dm-3) 50 mL于100mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即为原始浓度1/2的溶液；用少量1/2浓度的溶液润洗移液管（一般为约5mL×3次）后，移取50mL此溶液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即为原始浓度1/4的溶液，依次类推，配制原始浓度1/8、1/16的溶液。

3、测定HAc溶液的电导(率)

将各溶液置于50mL烧杯中，按照浓度由大到小的顺序，测定HAc溶液的电导(率)。

（注意：溶液应晃动，混合均匀，烧杯不应取走，保证电导池上的液体不流失）

五、数据记录与处理

大气压：；室温：；实验温度：。

HAc原始浓度：。

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六、思考题

1、电解质溶液导电的特点是什么？

2、什么叫电导、电导率和摩尔电导率？弱电解质与强电解质的摩尔电导率随浓度变化的差异是什么？

3、为什么 m与

m之比即为弱电解质的电离度？