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实验十一 强电解质?m的测定和离子独立运动定律
一．实验目的
1．了解强电解质溶液电导的概念和测定原理。
2．掌握用电导率仪测定强电解质溶液摩尔电导率的方法，并用作图
?外推法求其?m。 3．了解离子独立运动定律。
4．掌握电导率仪的使用方法。 二．实验原理
把含有1mol电解质的溶液置于相距1m的两个电极之间，该溶液所具有的电导称为摩尔电导率?m。当溶液的浓度用物质的量浓度c表示时，
?m与电解质的电导率κ间的关系可表示为：
1c?m与溶液浓度有关，溶液浓度降低，?m增加，对强电解质稀溶液，
?m?? （1）
其摩尔电导率?m与浓度c之间的关系可用下式表示：
? ?m??m?Ac （2）
?式中A为常数，?m，无限稀溶液的摩尔电导率，称为无限稀释摩尔电导率。
当溶液无限稀时，离子可以独立运动，不受其他离子的影响，每一种
?离子对电解质的摩尔电导率都有一定的贡献。故无限稀释摩尔电导率?m是表征电解质性质的一个物理量，对它的测定有实际意义。
本实验用DDS－11A型电导率仪测定不同浓度的KCl、LiCl、KNO3、LiNO3溶液的电导率，求出相应的摩尔电导率，再以?m对c作图，外推?至c＝0处，由截距求出上述四种强电解质的?m，并由此说明离子独立运动定律。
三．仪器与试剂
DDS－11A型电导率仪，玻璃恒温水浴槽，DSJ-1型光亮铂电极，DSJ-1型铂黑电极，150 mL锥形瓶（加塞）7只，100 mL容量瓶6只，50 mL移液管1支，10 mL移液管5支。0.10 mol·L-1KCl溶液，0.10 mol·L-1LiCl溶液，0.10 mol·L-1 KNO3溶液，0.10 mol·L-1 LiNO3溶液。无水乙醇，乙醚（AR），蒸馏水。电吹风1只，蒸馏水洗瓶1只。 四．实验步骤
1．移取50 mL 0.10 mol·L-1 KCl溶液于100 mL容量瓶中用蒸馏水定容，配成0.05 mol·L-1的KCl溶液。再各移取10 mL 0.10 mol·L-1和0.05
mol·L-1的KCl溶液于2个100 mL容量瓶中用蒸馏水定容配成0.01 mol·L-1和0.005 mol·L-1的KCl溶液。再各移取10 mL 0.01 mol·L-1和0.005 mol·L-1的KCl溶液于2个100 mL容量瓶中用蒸馏水定容配成0.001 mol·L-1和0.0005 mol·L-1的KCl溶液。再移取10 mL 0.001 mol·L-1的KCl溶液于100 mL容量瓶中用蒸馏水定容配成0.0001 mol·L-1的KCl溶液。
2．调节玻璃水浴恒温槽的温度在25℃。
3．在6只150 mL的锥形瓶中分别放入0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005和0.0001 mol·L-1的KCl溶液，塞上塞子，在25℃的水浴中恒温20分钟。
4．选择合适的DJS型铂电极，从稀到浓依次测定上述6个KCl溶液的电导率。测定前需用被测溶液淋洗电极3次。
5．将上述6个100 mL容量瓶依次用自来水、蒸馏水洗干净，备下用。将6只锥形瓶，5支10 mL移液管、1支50 mL移液管用自来水、蒸馏水洗干净后，先用淋洗乙醇、再用淋洗乙醚淋洗后，用电吹风吹干备下用（换测不同溶液均需这样处理）。
6．用同样方法配制成0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005和0.0001 mol·L-1的6个LiCl溶液各100 mL，在25℃的水浴中恒温20分钟，依次测定电导率。
7．同样方法配制成0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005和0.0001 mol·L-1的6个KNO3溶液各100 mL，在25℃的水浴中恒温20分钟，依次测定电导率。
8. 同样方法配制成0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005和0.0001 mol·L-1的6个LiNO3溶液各100 mL，在25℃的水浴中恒温20分钟，依次测定电导率。
9．充分洗净一个150 mL锥形瓶，加入配制溶液使用的蒸馏水适量，在25℃的水浴中恒温20分钟，测定其电导率（注意，滴管、电极等应先用蒸馏水充分洗涤）。
10．所有容量瓶、锥形瓶、移液管洗净，并用乙醇、乙醚淋洗后吹干。所有电极浸入蒸馏水中保存。 五．数据记录与处理
1．将测得的电导率数据，换算成S·m-1为单位，并填入下表中。
室温 大气压 蒸馏水电导率 实验温度 c / mol·L-1 κ溶液 /S·m-1 κ电解质 /S·m-1 * KCl
0.0001 0.0005 0.001 0.005 0.01 0.05
*
LiCl KNO3 LiNO3 KCl LiCl KNO3 LiNO3
注：?电解质??溶液??蒸馏水
2．由式（1）计算每种溶液中电解质的摩尔电导率?m，并以?m对c?作图，外推至c＝0，求出KCl、LiCl、KNO3、LiNO3的?m值，并填入下
表中（?m－c图贴在实验报告中相应位置）。
c / mol·m-3
KCl
0.1 0.5 1 5 10 50
??m/S·m2·mol-1
?m/S·m2·mol-1
LiCl
KNO3
LiNO3
?3．查阅25℃时KCl、LiCl、KNO3、LiNO3?m的文献值，求出测量值的相对误差。
?4．根据测量所得KCl、LiCl、KNO3、LiNO3?m值，填写下表，并说明由此得到的结论。
?Δ?m/S·m2·mol-1
??m/S·m2·mol-1
??m/S·m2·mol-1
?Δ?m/S·m2·mol-1
KCl
LiCl
KNO3 LiNO3
六．思考题
1．该实验中，应该如何选择测量电极？
2．如果用DJS-10型铂黑电极，应如何测量溶液的电导率？
3．在较低浓度时，随着溶液浓度c的增大，溶液电导率κ和摩尔电导率?m分别如何变化？ 4．本实验中，如果不把蒸馏水的电导率从溶液电导率中减去，所得
??m的值会有何变化？ 5．电导率与温度、溶液浓度关系很大，测量时应注意哪些方面？
七．实验指导
1．外推法是物化实验中经常使用的一种方法，当所需要求解的值的相应条件在实际中无法达到时，常常用外推法。如本实验中，无限稀释摩
?尔电导率?m是指电解质浓度无限稀时，即浓度c趋于0时，溶液的摩尔
电导率；但事实上，浓度为0的条件是不能达到的，因为此时已经不是该电解质的溶液而是纯粹的蒸馏水了。
此时，可先测量获得低浓度条件下一系列浓度c时电解质的摩尔电导
?率?m，依据?m??m?Ac可知，以?m对c作图在低浓度时可得一条直线，沿该直线的趋势将直线延伸至c?0处，直线在此处的纵坐标值即为
?该电解质的无限稀释摩尔电导率?m。
如果用Origin 6.0程序作图，注意横坐标c的起始点应该是0，并且作图时应该以“Scatter”方式作图，而外推的直线是人为画上去的。
实验十一强电解质无限稀释摩尔电导率的测定和离子独立运动定律- 实验八
