NaCl在H2O中活度系数测定实验报告

NaCl在H2O中活度系数测定实验 设计实验:N aCl在HO中活度系数测定 2 姓名 ;班级 ;学号 ; 分数 1 实验目的 1.1 了解电导法测定电解质溶液活度系数的原理 1.2 了解电导率仪的基本原理并熟悉使用方法 2 实验原理 由Dehye-Hiicker公式 ?Z|IA?|Z+- lgf= — (1)?o1+BaI 和Osager-Falkenhangen公式 ?λ+B)I(B102 λ=λ - (2) 0o1+BaI 可以推出公式 ?Z|A?|Z+- lgf= (λ-λ) (3) ?0B λ+B102 A?|Z?Z|+-令a= (λ-λ) 则: 0B λ+B102 lgf=a?(λ-λ) (4) ?0 61.8246×10其中:A= ; 3/2(εT) 6|Z?Z|?q2.801×10+- B = 13/2(εT)?(1+I) |+|Z|)41.25(|Z+- B= 21/2η(εT) ε—溶剂的介电常数; η—溶剂的粘度; T—热力学温度; λ—电解质无限稀释摩尔电导率; I—溶液的离子强度。 00L+L|Z?Z|+-+-q= ? ; 00|Z|+|Z|+-|Z|?L+|Z|L--+- 00L , L是正、负离子的无限稀释摩尔电导率， +- Z,Z是正负离子的电荷数。 +_ 对于实用的活度系数(电解质正、负离子的平均活度系数)γ， ? 则有f=γ(1+0.001vmM) ?? 所以lgγ=lg f-lg (1+0.001vmM ) ?? 即lgγ= a(λ-λ)- lg (1+0.001vmM ) (5) ?0 其中:M—溶剂的摩尔质量(g/mol) ; v一为一个电解质分子中所含正、负离子 数目的总和，即v=v+v +- m—为电解质溶液的质量摩尔浓度( mol/kg )。 注:(5)式只适用于非缔合式电解质溶液且浓度在0. lmol/kg以下。 混合溶液、溶剂电导率的测定 3. 仪器和试剂 DDS-11A型电导率仪(上海精科);SWQ智能数字恒温控制器(南京桑力电子设备厂); SYP型玻璃恒温水浴(南京桑力电子设备厂)。 4(实验方法 4.1打开电导率仪预热 打开恒温水浴仪并设置为25.0? 4.2配置系列浓度溶液(0.01,0.02,0.03,0.04,0.05mol/L) 4.2.1计算所需NaCl质量如表1 表1 浓度c (mol/L) m/g (NaCl) 0.01 0.0146 0.02 0.0292 0.03 0.0438 0.04 0.0584 0.05 0.0730 4.2.2准确称量NaCl并配置定容到25ml 实际称量及所得浓度如下: 表2 浓度c (mol/L) m/g (NaCl) 0.00979 0.0143 0.02033 0.0297 0.02998 0.0438 0.03997 0.0584 0.0499 0.0729 4.3将待测溶液润洗电导电极并将溶液置入恒温槽中恒温5min 按照水到0.05mol/L溶液的顺序进行测定。测定结果如下: 表3 298K时混合溶液和溶剂的电导率测定值 名称 溶剂 混合溶液 浓度m (mol/kg) 0.009787 0.020327 0.029978 0.039971 0.049895 4.5 8.10 16.50 22.50 28.20 34.00 2电导率×10(μs/cm) 液k 表4 298K时溶剂的介电常数与粘度数据及a值 3-4名称 ε η×10 A B B a×10 12 数据 78.36 0.8904 0.5113 0.2299 606.34 8.0469 4.4数据处理 3-k)×10(k液剂按照λ= 及公式(5)处理结果如下: c 表5 298K时电解质溶液摩尔电导率和活度系数值 名称 数据 浓度m (mol/kg) 0.009787 0.020327 0.029978 0.039971 0.049895 2-1摩尔电导率λ(S?cm?mol) 82.30 80.95 74.90 70.44 68.05 活度系数γ ?0.92121 0.9185 0.9080 0.9002 0.8959 BEquationy = a + b Linear Fit of BAdj. R-Squ0.956 ValueStandard Erγ?BIntercept0.92940.00244 0.92BSlope-0.6890.07349 0.91 0.90 0.89 0.000.020.040.06 m(mol/kg) 图1 298K时活度系数与浓度的关系图 5. 结果与讨论 5.1 由表5和图1可以看出，当温度一定时，NaCI浓度增加时，正、负离子之间静电吸引作用增强，电解质溶液中溶剂化自由离子浓度相对降低，导致活度系数逐渐减小。随 浓度的增加，电解质溶液活度系数降低。 5.2 用电导法测出活度系数数据与文献值相比较并计算相对误差得表6，可见误差在允许范围内，并相对误差随溶液浓度的增加而增加，因此，只要电解质溶液浓度不是很高。用电导法测出准确度还是很高的，故本实验采用此方法。另一方面来说这次实验做得达到预期效果。 表 6 电导法测出活度系数数据与文献值相比较计算相对误差 名称 数据 浓度m (mol/kg) 0.01 0.02 0.05 电导法(γ) ?0.92121 0.9185 0.8959 文献值(γ) ?0.903 0.872 0.822 相对误差 0.02 0.05 0.08 5.3误差分析 本次数据虽达到预期效果但是仍有一定的误差。经分析误差如下: 仪器老化测量数值不是很准确 1. 2. 溶液温度不是很均匀，测量的温度不全是298K 3. 定容的容量不是很准确 6. 参考文献 [1]李林尉，褚德萤，刘瑞麟.应用离子选择性电极进行溶液热力学研究[J].华中师范大学学报(自然科学版).1998,32(2):186-191. [2]李志广，黄红军，闰军.三元体系NaC1,KC1,H=0 350C活度系数的研究[J].化学物理学报.2002,15(6 ):476-480. [3]王卫东，向翠丽，胡珍珠等.非水溶剂中电解质溶液活度系数的测定:NaCI在1,2一丙二醇中活度系数的测定[J].盐湖研究.2004,12(1):43-45. [4]黄子卿.电解质溶液理论导论(修订版)[M].北京:科学出版社，1983:82-83;105 一106. [5]江琳才.从电解质溶液的当量电导计算离子的平均活度系数[J].北京师范大学学报(自然科学版).1963,18(1):37-50. [6]王卫东.电导法测定电解质溶液的活度系数[A].中国化学会第十届全国电化学学术会议论文集[C](上集).杭州:浙江工业大学，1999年10月:A 101. [7]姚允斌，解涛，高英敏编.物理化学手册(第一版)[M].上海:上海科学技术出版社1985:763.