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Exp7 水溶液的電導度. 49712073 吳欣霖 49712034 莊雅婷. 目的: 1. 利用 Wheatstone bridge 測量電解質水溶液之電導度 2. 觀察強、弱電解質間和電解質濃度高低差之電導度 原理:. Conductance 電導 (L) : L=1/R Ohm’s Law : R=V/I l (cm) :兩電極間的距離 Specific Conductance( 比電導 ) Cell constant :. 水溶液電導 - PowerPoint PPT Presentation
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Exp7 水溶液的電導度
49712073 吳欣霖49712034 莊雅婷
目的: 1. 利用 Wheatstone bridge 測量電解質水溶液之電導度 2. 觀察強、弱電解質間和電解質濃度高低差之電導度
原理:• Conductance 電導 (L) : L=1/R• Ohm’s Law : R=V/I
• l (cm) :兩電極間的距離
• Specific Conductance( 比電導 )
• Cell constant :
AlRR /
lALL /
KLLAlK /
L
L
• 水溶液電導• E :電場強度 A+、 B+ :溶液中含兩種離子• n :單位體積粒子數 C :體積莫爾濃度 A :截面積 F :法拉第常數 (96500 庫倫 / 莫耳 )
α :解離度 在溶液中離子 A+、 B+ 個別速度: VA、 VB
• (en=Q/m3 、 CF=Q/l )
•
•
AVVenLV
AVVenR
V
AVVenIdtdQI
AdtVVendQA
lK
KLL
RL
E
ViU
IRV
ba
ba
ba
ba
i
)(
)(
)(/
)(
1
1000/)(
1000/)(
)(
)()(
)(/
)(/
ba
ba
ba
baba
ba
ba
UUCFL
UUCFL
UUenL
VVE
enVV
V
lenL
AVVenlVAL
AVVenKVL
• Equivalent conductance Λ ( 單位: mho m2 mole-1)
• 當強電解質濃度∞稀時 , α1, 此時 Λ Λo
• Λ= Λo (1-β )
• 當濃度 ∞ 稀時 , 離子間作用力↓ , 可將電導分成陰、陽離子的貢獻
Λ=(λo+ + λo
- )
)(
/1000
ba UUF
CL
1000/)( ba UUCFL 代入
C
• 若為弱電解質 , 當濃度濃度∞稀時 , Λ Λo ,但 Λ 會隨濃度產生巨大的變化 , 很難決定弱電解質的 Λo 所以若電解質的 Λo 以強電解質的 Λo
為準。
• 很弱的電解質可解離的離子很少 , 離子間作用力非常小 , 因此 Ua、 Ub 可視為與濃度無關。
α Λ/Λo
儀器 ---Wheatstone Bridge
•
•
當電橋平衡時, Ig = 0 ,通過 BD 電流=0
兩式相除,並整理
I3 = Ix且 I1 = I2
321 RRRRX
• 示波器• 原理:利用陰極射出的電子被外加訊號造成的電場所偏斜,• 而在螢光幕上顯示出訊號的波形。示波器可用來測量交流訊
號的波形、頻率、振幅。
• 可變電阻
• 電流供應器
• 藥品• Conductivity water ( 蒸餾水 )
• 1. 導電度必須非常低• 2. 平常的蒸餾水含 CO2 會使導電度↑可利用加熱法或離子交換法等
除去 CO2 。• 3. conductivity water 須先沖洗 cell 然後注滿。• 4. 測 cell 內的電阻值 , 須> 1.3x106 Ω
化學式 MW bp(℃)
mp(℃)
d
KCl 74.5 776 1.99
HCl 36.46 110 -27.32 1.18
CHCOOH 60.05 118 16.5 1.27
• 實驗步驟1. 蒸餾水清洗樣品槽數次→注滿蒸餾水
2.(a) 配置 0.02N 100mL KCl : → 5×10-3 N : 取 25ml 0.02N 稀釋至 100ml → 1.25 × 10-3 N : 取 25ml 5×10-3 N 稀釋至
100ml (b) 配置 0.05N 100ml CH3 COOH
→1.25 ×10 -2 N : 取 25ml 0.05N 稀釋至 100ml → 3.125 × 10-3 N : 取 25ml 1.25 ×10 -2 N 稀釋至 100ml
→7.813 × 10-4 N : 取 25ml 3.125 × 10-3 N 稀釋至 100ml
3. 上述配置溶液注滿樣品槽 → 置恆溫槽中至少 3mins(25℃) → 測電阻 → 蒸餾水洗淨 → 測下組溶液 ( 由低濃度至高濃度 )
4.以HCl、 CH3COOK 重覆實驗 ( 稀釋濃度至 10-3 N)
• 數據計算1. 計算 Cell constant(K):
=
2. 計算所有溶液
L
L
A
l
l
ALL
A
lK
R1
10768.2 3
值和L
LLAlK //
C
L
R
1000KLL
1L
LLR 得由已知
KCl (HCl) R
0.02N
5×10-3 N
1.25 × 10-3 N
CH3COOH(CH3COOK)
R
0.05N
1.25 ×10 -2 N
3.125 × 10-3 N
7.813 × 10-4 N
L
L
0
3
0C
:CHHCKC 3.
值的外插求、、 COOKll
)hom( 12 molem
(c)
(d)
:COOHCH30 值的計算和由實驗數據
Kc0
求出解離常數再用
02
).(4
%100
值和由外插得到的點的第實驗值的表格理論值理論值理論值實驗值
實驗誤差
b
5. CH3COOH 的另一種算法 :
+)
------------------------------
AcHHAc ⇄
CC
C0
C0
1)1(
222
C
C
CKc
0
又
)(1 00
2
0
0
20
2
0
20
2
C
CCKc
)1( C C C
)(K
00
2
C
c故
↓
200
20
2
0
20
20
200
11
1
)(
20
Kc
C
Kc
C
CKcKc
CKc
Kc
同除
同除
分母乘到左方
c
Kc
CKc
C
K
1
1
1111
0
200
020
和即可求得
的直線,斜率得截距
作圖對以
• 參考資料• 物化實驗課本• 維基百科• 圖解物理化學實驗 郭偉明著