Лабораторная работа № 1

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА"

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В электролитах электрический ток является следствием движения ионов в электрическом поле. Электропроводность слабых электролитов определяется в основном степенью диссоциации, которая зависит от концентрации электролита и температуры. Измерения электропроводности слабых электролитов позволяют определить величины констант диссоциации, по которым можно рассчитывать термодинамические функции.

2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Ознакомиться с классическим методом определения электрической проводимости раствора электролита и степени диссоциации растворенного вещества. Определить удельную электропроводность уксусной кислоты различных концентраций. На основании полученных экспериментальных данных вычислить эквивалентную электропроводность, степень электролитической диссоциации, константу диссоциации уксусной кислоты.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

В основе методики измерения электропроводности лежит способ Кольрауша с применением схемы мостика Уитстона (рис.1).

.

Рис. 1. Схема установки:

АС - измерительная проволока;

а и в - плечи мостика;

К - подвижный контакт;

Т-телефон;

Г-генератор;

М-магазин сопротивлений;

Р- сосуд с раствором электролита

Собрав установку и проверив контакты, наливают в сосуд такое количество стандартного раствора (0.02Н раствора КСl), чтобы электроды были полностью погружены в раствор. Включают генератор в сеть. Подбирают такое сопротивление магазина, чтобы при положении подвижного контакта примерно по середине измерительной проволоки звук в телефоне стал минимальным; величину сопротивления и длины плеч записывают. Затем уменьшают сопротивление магазина на 10-20 % и перемещают контакт до положения, соответствующего минимальному звуку телефона. То же повторяют при увеличении сопротивления магазина.

Заменяют стандартный раствор на заданный исследуемый раствор слабого электролита, предварительно ополоснув им ячейку, и при трех различных положениях контакта измеряют сопротивление. Замеры повторяют также после 2-х и четырехкратного разбавления исследуемого раствора.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Вычисляют сопротивление (R_x) стандартного и исследуемых растворов при различной концентрации по формуле

R_x = R_M , Ом.

4.2. Вычисляют константу прибора (П)

П = Х_KCl R_KCl .

Удельную электропроводность стандартного раствора (Х_KCl) в интервале температур (t) от 15 до 25 ⁰ С можно вычислить по формуле

Х_КСl = 0,00250(1-0,021(t-20)), Ом^-1см^-1.

3. Вычисляют удельную электропроводность исследуемого раствора (Х_р) различной концентрации:

Х_р = П/R_p, Ом^-1 см^-1.

3. Вычисляют эквивалентную электропроводность исследуемого раствора () различной концентрации (с, г-экв/л):

 = Х Ом^-1 см² г-экв^-1.

3. Вычисляют степень диссоциации исследуемого электролита () при различной концентрации раствора:

 = ,

где _ - эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении, равная сумме предельных подвижностей ионов (см. справочник К.П.Мищенко).

3. Вычисляют константу диссоциации электролита

.

Экспериментальные и расчетные величины заносят в таблицу.

Таблица 1

Раствор	RM/a			RP, Ом
	Замеры
	1	2	3	1	2	3	Среднее
KCl, 0,02H
Исследуемый с
-«- с/2
-« - с/4

Таблица 2

Концентрация исследуемого раствора	(RP)ср	ХР			К
с
с/2
с/4

По данным табл.2 строят графики зависимости Х от с,  от с,  от С.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Общие сведения о растворах электролитов.

2. Теория слабых электролитов Аррениуса.

3. Теория сильных электролитов Дебая и Гюккеля.

4. Удельная и эквивалентная электропроводности.

5. Зависимость электропроводности сильных и слабых электролитов от концентрации.

6. Принцип измерения сопротивления растворов электролитов.

7. Постоянная сосуда и ее определение.

8. Методика выполнения работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. - М.: Высшая школа, 1973.

2. Краткий курс физической химии. - М.: Высшая школа, 1978.

3. Физическая химия /Под ред. К.С. Краснова. - М.: Высшая школа, 1982.

4. Практикум по физической химии /Под ред. С.В.Горбачева. - М.: Высшая школа, 1974.

5. Быковский В.С. Физическая химия. Часть вторая: Учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003.