國中化學知識點講解：電解質溶液

電解質溶液的作用1.形成迴路;2.提供反應環境（酸性、鹼性）;3.有的提供反應物。電解質溶液導電的原因當電解質溶液通入直流電時，溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動，參加有電子得失的電解反應，在陽極上失去電子，在陰極上得到電子，形成了電子的定向移動，因此電解質溶液能夠導電。電解質溶液電導的測定一、實驗目的和要求1、理解溶液的電導、電導率和摩爾電導的概念2、掌握電

1.電解質溶液的作用

1.形成迴路;

2.提供反應環境（酸性、鹼性）;

3.有的提供反應物。

2.電解質溶液導電的原因

當電解質溶液通入直流電時，溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動，參加有電子得失的電解反應，在陽極上失去電子，在陰極上得到電子，形成了電子的定向移動，因此電解質溶液能夠導電。

3.電解質溶液電導的測定

一、實驗目的和要求

1、理解溶液的電導、電導率和摩爾電導的概念

2、掌握電導率儀的使用方法

3、掌握交流電橋測量溶液電導的實驗方法及其應用

二、實驗內容和原理

1、電導率的概念

電導是描述導體導電能力大小的物理量，以G來表示

其中l/A為電導池常數，以Kcell來表示，к為電導率。

通常由於電極的l和A不易精確測量，因此在實驗中用一種已知電導率的溶液先求出電導池的常數Kcell，然後再把欲測的的溶液放入該電導池中測出其電導值，在根據上式求出其電導率。

溶液的摩爾電導率是指把含有1mol電解質的溶液置於相距為1m的兩平行板電極之間的電導，以m表示。摩爾電導率與電導率的關係為

在很稀的溶液中，強電介質的摩爾電導率與其了、濃度的平方根成直線函數。用公式表示為：

若通過濃度的平方根與摩爾電導率作圖，外推即可求得無限稀釋時的摩爾電導率。

惠斯登電橋基本原理

如圖所示的電路圖中，

實驗中，通過調整電橋上的示波器，使得通過其上的電流為零，即表明C點和D點的電勢相等，可以等到如下關係:

亦即

通過調節電橋臂的比值，就可以得出Rx的值。

三、主要儀器設備

儀器：音頻振盪器1台；示波器1台；電導率儀；電導池；鉑電極1支；轉盤電阻箱3只；恆温槽裝置1套；50mL移液管4支；100mL容量瓶4個

試劑：0.02mol/dm3標準KCl溶液，0.1mol/dm3標準醋酸溶液

四、操作方法和實驗步驟

1、溶液的配製

用0.02mol/L的'KCl溶液配製不同濃度的KCl溶液，其濃度分別為0.02、0.02/2、0.02/4、0.02/8、0.02/16。並分別做好標記，放入25℃的恆温槽中備用。

2、電路的連接

按照上圖連接好電路圖。注意需要按照電路圖中ABCD四個點來連線。

3、測定不同濃度的KCl溶液的電阻

將電極插入溶液中，按照濃度依次升高的順序分別測定5個溶液的電阻值。將電橋臂按照1：1、1：2、1：3三種形式進行測量。記錄測定出來的數據。

4、用電導率儀來測定自來水和去離子水的電導率

首先對於使用高調還是低調進行估計和判斷，如果電導率大於300×10-4S/m，則使用高調，反之則使用低調。在測量之前首先要校準，即在校準檔將指針調至最大。測量時同樣要注意從大量程向小量程調，最終達到精確。

五、實驗數據記錄和處理

25℃時0.02mol/dm3KCl溶液的電導率為0.2765S/m

1、電導池常數

R1/R2/R3/R/G/SKcell/Sm-1

1100010002222224.50×10-361.444

2100020004462234.48×10-361.719

3100030006662224.50×10-361.444

Kcell平均61.536

2、25℃時的結果

KCl濃度/molL-1KCl濃度mol/m3KCl濃度平方根次數R1/WR2/WR3/WR/WG/Sk/Sm-1∧m/Sm2mol-1

0.02/161.251.118033989110001000332233220.00030100.0185220.0148176

2100020006645

3100030009965

0.02/82.51.58113883110001000170217040.0005870.0361220.0144488

2100020003410

3100030005118

0.02/452.2360679771100010008448800.00113640.069930.013986

2100020001690

3100030002538

0.02/2103.16227766110001000447447.50.00223460.1375080.0137508

210002000895

310003000224

0.02204.472135955110001000226226.80.00440920.2713250.0135663

210002000453

310003000114

以KCl濃度的平方根對∧m作散點圖並進行線性迴歸分析得到如下圖形：

3.的計算

通過圖所擬合的線性迴歸方程可知，當=0時，∧m=0.015Sm2mol-1，即

=0.015Sm2mol-1

六、實驗結果與分析

查閲KCl溶液的標準值為0.01499Sm2mol-1

則可以計算其相對誤差Er=|0.01499-0.015|/0.01499=0.667‰

七、討論與心得

1、實驗中不必扣除水的電導。因為經測定，實驗所使用的去離子水的電導與待測溶液的電導相差幾個數量級，因此不會對實驗結果產生很大的影響。

2、溶液配製時的問題：溶液時由大濃度向小濃度一瓶一瓶稀釋過來的。一旦某一瓶配製出現偏差，則將影響到後面的幾瓶，因此在溶液配製的時候要及其小心，我認為這也是影響實驗準確性的一個很重要的因素。

3、濃度較小時，信號不明顯，即某個電阻改變一個大阻值，其示波器的變化不大，可能會導致大的偏差。

思考題：

1、如何定性地解釋電解質的摩爾電導率隨濃度增加而降低？

答：對強電解質而言，溶液濃度降低，摩爾電導率增大，這是因為隨着溶液濃度的降低，離子間引力變小，粒子運動速度增加，故摩爾電導率增大。

對弱電解質而言，溶液濃度降低時，摩爾電導率也增加。在溶液極稀時，隨着溶液濃度的降低，摩爾電導率急劇增加。

2、為什麼要用音頻交流電源測定電解質溶液的電導？交流電橋平衡的條件是什麼？

答：使用音頻交流電源可以使得電流處於高頻率的波動之中，防止了使用直流電源時可能導致的電極反應，提高測量的精確性。

3、電解質溶液電導與哪些因素有關？

答：電解質溶液導電主要與電解質的性質，溶劑的性質，測量環境的温度有關。

4、測電導時為什麼要恆温？實驗中測電導池常數和溶液電導，温度是否要一致？

答：因為電解質溶液的電導與温度有關，温度的變化會導致電導的變化。實驗中測電導池常數和溶液電導時的温度不需要一致，因為電導池常數是一個不隨温度變化的物理量，因此可以直接在不同的温度下使用。