Работа №  3. Измерение электропроводности растворов

Цель работы – изучение природы электропроводимости проводников второго рода, установление зависимости удельной и эквивалент­ной электропроводности от концентрации раствора и определение степени диссоциации слабого электролита.

А. НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

Оборудование

1. Реохордный мост для измерения сопротивления раствора (описание работы на приборе прилагается).

2. Рабочая ячейка с платиновыми электродами (получить у лаборанта).

3. Мерный цилиндр.

4. Кондуктометр «АНИОН 4100».

Последовательность выполнения работы

С помощью реохордного моста

1. Определить константу сосуда (φ) путем измерения сопротивления стандартного раствора, удельная электропроводность которого известна (в данной работе использовать в качестве стандарта раствор КС1 с концентрацией 0,1 М или 0,01 М).

2. Измерить электрическое сопротивление растворов различной концентрации и на основании опытных данных рассчитать электропроводность слабого и сильного электролита, предложенных преподавателем, используя для расчетов формулу, в состав которой входит константа сосуда.

Определение константы сосуда

 

Константа сосуда − это коэффициент пропорциональности φ меж­ду удельной электропроводностью раствора æ и электро­проводностью, измеренной с помощью данной ячейки æ = φ W. Вели­чина φ зависит от площади электродов, расстояния между ними и конфигурации сосуда.

Так как электропроводность − величина, обратная сопротивлению R, то                                      æ = φ/R                                                 (6.1),

следовательно,                        φ = æ∙R.                                              (6.2)

Измерив  электрическое сопротивление раствора КСl  определенной концентрации и используя табличное значение его удельной электропроводности (данные взять из справочника),  рассчитать константу сосуда  по формуле (6.2).

Измерение сопротивления растворов

 

В промытую ячейку добавить 40 мл исследуемого раствора и из­мерить сопротивление его при комнатной температуре (результат записать в таблицу). Затем налить в мерный цилиндр 20 мл этого же раст­вора и разбавить его 20 мл дистиллированной воды, перемешать раствор и измерить его сопротивление. Путем последующих подобных разбавлений приготовить растворы с меньшими концентрациями, относящимися к концентрации начального раствора как 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, и замеренные значения сопротивления занести в таблицу:

 

Исследуемый раствор______

Концентрация__________

 

 

Концентрация растворов	Для варианта    Б		R, Ом	æ, Ом^-1∙см^-1	λ, см^2/(Ом∙г-экв)	Для слабого электролита
	U	I				λ∞	α

Расчет электропроводности растворов

На основании полученных экспериментальных данных:

1. Рассчитать константу сосуда.

2. Рассчитать удельную и эквивалентную электропроводность исследуемого электролита для всех разбавлений.

3. Построить графики зависимостей электропроводности от концентрации æ = f(c) и λ = f(c).

4.  Для слабого электролита вычислить эквивалентную электро­проводность при бесконечном разведении как сумму ионных электропроводностей и для всех концентраций рассчитать степень диссоциации электролита. Построить график зависимости α = f(c).

Последовательность выполнения работы с помощью     кондуктометра

1. Включить прибор в сеть переменного тока с напряжением 220 В.

2. Поместить датчик (электрод) в исследуемый раствор, перемешать раствор датчиком и включить прибор кнопкой «вкл/выкл».

3. После измерения электропроводности каждого раствора датчик промыть дистиллированной водой и просушить фильтровальной бумагой.

4. После выполнения работы выключить прибор.

5. Измерения «УЭП» снимать в мСм/см или в мкСм/см (1 См = 1 ).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Дайте определения удельной и эквивалентной электропроводностей, и укажите их взаимосвязь.

2. Как изменяются с разбавлением раствора удельная и эквивалентная электропроводности?

3.  Какова практическая значимость величины константы прибора φ?

4. Удельная электропроводность О,1 М раствора КОН равна 0,148 Ом^-1 см². Вычислите эквивалентную  электропроводность.

5. Каково практическое значение метода измерения электропроводности растворов?