3.1.1. Определение константы ячейки

Измерение электропроводности раствора невозможно без предварительного определения константы ячейки. Для этого в данной ячейке измеряется сопротивление такого раствора, электропроводность которого известна. Обычно используются растворы KCl, для которых величины _KCl при различных концентрациях и температурах приводятся в таблицах. При 25 С _KCl стандартных 0,01 н, 0,02 н и 0,1 н растворов KCl равна соответственно 0,001413, 0,002765 и 0,01288 Смсм^–1. Из уравнения (3.7) следует

А = _KClR_RCl. (3.8)

Измерить сопротивление ячейки, заполненной стандартным раствором. Константу ячейки определить из уравнения (3.8). При всех последующих измерениях сопротивления других растворов объём раствора в ячейке должен быть таким же, как и при определении величины А.

3.1.2. Определение предельной электропроводности сильных электролитов

Приготовить (по 200 – 250 мл) пять растворов сильного электролита различной концентрации. Взвешивание производить на аналитических весах. Измерить сопротивление растворов, начиная с самого разбавленного.

Рассчитать удельную и эквивалентную электропроводность раствора, используя соответствующие уравнения. Построить график в координатах и, экстраполируя линейную зависимость на нулевую концентрацию, найти величину ₀. Результаты свести в таблицу.

Концентрация растворов

R







0

f

3.1.3. Определение предельной электропроводности слабых электролитов

Предельная эквивалентная электропроводность слабого электролита (например, кислоты НА) может быть выражена через ₀ сильных электролитов НВ, МА и МВ:

_0,НА = _0,НВ + _0,МА – _0,МВ . (3.9)

Величины ₀ сильных электролитов можно определить по методике, описанной в разделе 3.1.2.

3.1.4. Измерение константы диссоциации слабого электролита

Приготовить пять растворов слабого электролита различной концентрации (по 200 – 250 мл). Начиная с разбавленных растворов, измерить их сопротивление. Измерить сопротивление воды и сделать поправку на её электропроводность. Результаты измерений и расчётов свести в таблицу. Величину ₀ рассчитать по подвижностям ионов.

Концентрация растворов

R









К

В отчёте представить графические зависимости  от с и  от 1/с.

Вопросы для самопроверки

1. Изобразите и объясните зависимость удельной и эквивалентной электропроводности раствора от его концентрации и природы электролита.

2. Как и почему электропроводность растворов электролитов зависит от температуры?

3. В чём сущность электрофоретического и релаксационного эффектов? Как они влияют на величину электропроводности?

4. Почему подвижность ионов зависит от природы ионов и растворителя?

5. Почему при использовании постоянного тока для измерения сопротивления раствора электролита с помощью двухэлектродной ячейки получаются завышенные значения сопротивления?

6. Почему необходимо измерять константу ячейки? Как это делается?

7. Выведите уравнение (3.9).

Задачи

1. Сопротивление ячейки, заполненной 0,01 М раствором KCl, равно 42,3 Ом при 25 С. Определить сопротивление 0,0313 М раствора уксусной кислоты в этой же ячейке, если эквивалентная электропроводность его 9,2 Смсм²/моль-эвк.

2. Удельная электропроводность 0,05 М раствора уксусной кислоты равна 3,2410^-4 Смсм^-1 при 25 С. Вычислить степень диссоциации и константу диссоциации кислоты.

3. Раствор слабого электролита разбавили в 10 раз. Считая  << 1, вычислить, во сколько раз изменится сопротивление раствора при использовании одной и той же ячейки.