ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСТВОРОВ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Измерения электрической проводимости растворов производят с помощью приборов, называемых кондуктометрами. Методика выполнения измерений описана в инструкции, прилагаемой к используемому прибору.

Любые исследования, основанные на измерении электрической проводимости, объединяются под названием кондуктометрии. Кондуктометрические методы применяются для изучения свойств как сильных, так и слабых электролитов.

РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСТВОРОВ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Цель работы: определение предельной молярной проводимости и коэффициентов проводимости сильных электролитов.

Электролит: CH₃COONa

Молярная концентрация раствора C, моль/м³		Удельная проводимость σ* 10⁴,См/м	Эквивалентная проводимость Λ10⁴, Смм²/моль	Λ₀		A
		0,196
0,01	0,1	0,5535	55,35	0,00911	0,6076	0,0358
0,1	0,3162	1,439	14,39	0,1580	0,0243
		8,059	8,059	0,0885	0,0083
	3,1623	51,65	5,165	0,0567	0,0027
		270,5	2,705	0,0297	0,0009

1. Постройте график .

2. Рассчитайте эквивалентную электрическую проводимость каждого раствора:

3. Постройте график . Путем экстраполяции определите Λ₀.

0,0079

4. Рассчитайте значение по закону независимого движения ионов исходя из предельных подвижностей.

5. Сравните Λ₀найденное графически, с теоретическим.

6. Рассчитайте коэффициент проводимости для каждого раствора f_Λ =Λ/Λ₀

7. Сделайте вывод о влиянии концентрации на взаимодействие между ионами.

В растворах слабых электролитов, чем выше концентрация, тем ниже коэффициент проводимости.

По теории Дебая — Онзагера снижение эквивалентной электрической проводимости при переходе от бесконечно разбавленного раствора к растворам конечных концентраций связано с уменьшением скоростей движения ионов. Это объясняется появлением эффектов торможения движения ионов, возникающих за счет сил электростатического взаимодействия между ионом и его ионной атмосферой.

8. Установите область концентрации, для которой применимо уравнение Кольрауша.

Уравнение Кольрауша, в соответствии с графиком, применимо к области концентраций от 0,01 моль/м³до 0,1 моль/м³

9. Найдите значение предельной электропроводности электролита и коэффициента А по уравнению Кольрауша.

y = -0,0005x + 0,0079

где А = 0,0005;

10. Результаты измерений занесите в таблицу.

11. Рассчитайте значение углового коэффициента в уравнении Дебая-Хюккеля-Онзагера, если ε=78,25; η=0,894*10^-3 Па*с;

Уравнение Дебая-Хюккеля-Онзагера (1,1 – электролит)

Электрофоретический коэффициент:

Релаксационный коэффициент:

Подставив значения, получим (q = 1/2, так как электролит симметричен):

12. Сравните значения полученных угловых коэффициентов:

A (графическая) = 0,0005

А (аналитическая) = 0,008097

13. Определите подвижность катиона и аниона, если число переноса аниона дано в таблице.

14. Предельную электрическую подвижность катиона в водном растворе.

15. Скорость движения катиона при градиенте поля 100 В/м.

16. Стоксов радиус иона (для воды η = 0,894 * Па*с).

17. Подвижность катиона при бесконечном разведении в ацетоне и нитрометане, вязкости которых при этой температуре соответственно равны 0,310∙ и 0,627∙ Па∙с.

Работа №2

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСТВОРОВ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Цель работы: определение степени диссоциации слабых электролитов при разных концентрациях и константы диссоциации.

Электролит: CH₃COOH

Молярная концентрация раствора C, моль/м³		Удельная проводимость σ*10⁴,См/м	Эквивалентная проводимость Λ10⁴, Смм²/моль	Степень диссоциации α	К_а
		1,61	1,6116	0,004125	1,7086*10^-5
	2,2361	3,56	0,7119	0,001822	1,6629*10^-5
	3,1623	5,13	0,5130	0,001313	1,7262*10^-5
	4,4721	7,2	0,3602	0,000922	1,7017*10^-5
	7,0711	11,37	0,2273	0,000582	1,6946*10^-5

1. Рассчитать эквивалентную проводимость растворов.

2. Построить графики зависимости и .

3. Пользуясь величинами предельных подвижностей ионов, по закону независимого движения ионов рассчитайте предельную молярную проводимость электролита.