實驗七水溶液的電導度

49812020 蕭竹彣 儀器 . 藥品 . 實驗步驟49812033 孫子硯 數據處理 .ppt 製作49812055 張志豪 目的 . 原理

目的　　 1. 利用惠斯同電橋 (Wheatstone

Bridge) 　測電解質水溶液的導電度。

　 2. 了解強電解質與弱電解質的導電行為。

原理　

　

RL

1電導 = 電阻的導數 →

在導電的情況下 , 電阻遵守 Ohm‘s law

　 1. 電導 (conductance),L

I

VRIRV

在導電物是均質且截面積不變的情況下

A

RR

AR

故電導AL

R

A

V

I

RL

1

RL

1)( 比電導

LKA

LLA

LL

K 定義為電池常數 (cell constant) A

K

　 2. 水溶液電導

AdtVVnedQ ba )(

AVVendt

dQI ba )(

n= 單位體積粒子數

假設一升溶液中有 兩種離子 BA .

e= 一個電子的電量A= 導體的截面積

離子的速度AVa

離子的速度BVb

VA

I

RAALLKL

AVVenVA ba )(1

)( ba VVenV

L

)()(1

baba UUenEUEUenE

)(0

0 ba UUN

nNe

1000/)( ba UUCF

) , (E

VU

VE i

i

n= 單位體積粒子數

C= 濃度 =mole/ml

法拉第常數

1000/)( ba UUCFL 如果電解質解離度為 α ( 未完全解離 )

1000/)( ba UUCFL

定義當量電導 Λ )/( 2 molemmho單位

)(1000

ba UUFC

L

Λ ： 1mole 的溶液，置於相距 1cm 的兩平行電 極中的電導值。

強電解質

0 1 則稀時濃度趨近於

)1( 0 C 得

當濃度趨近於∞稀時，離子間互相作用力很小，可將 cation & anion 的貢獻分開

)( 00

弱電解質1. 濃度趨近∞稀， 0 則

但 ! Λ 隨著 C 作變化，故 Λ0 不易取得，所以弱電解質的 Λ0 以強電解質的 Λ0 為準。

2. 弱電解質的解離離子很少，故離子間作用力很小。視為與濃度無關ba UU &

)U+U(F

)U+U(Fα=

Λ

Λ≈α

ba

ba

0

實驗測得 Λ ，強電解質得到 Λ0 ，即可求出 ！α

Ex. HAcOAcOH→1- α α α

1

2

CAcOH

AcOHKc

儀器

=

B 、 D 間電流為零

惠斯同電橋 (Wheatstone Bridge)

示波器 可變電阻

藥品1.Conductivity water ：導電度低到不會干 擾實驗。可由加熱蒸餾水去除 CO2 或離子交 換等方法得之。本實驗以 DI 水當 solvent

4. 0.02M CH3COOK

2. 0.02M KCl3. 0.02M HCl

5. 0.05M CH3COOH

實驗步驟1. 以蒸餾水清洗 sample cell

2. 配置溶液：(1) 0.02M KCl (2) 0.02M HCl (3) 0.02M CH3COOK

(1).(2).(3) 各 100ml ，取其中 1/4 體積後再加水至100ml ， 連續稀釋兩次。

(4) 0.05M CH3COOH 以上面稀釋方法稀釋三次。

4. 按住惠斯同電橋上的兩個按鈕

5. 調整可變電阻使示波器波型振幅變小 ( 電流 =0)

6. 紀錄各溶液測得的電阻 → 作圖

3. 測上述各溶液的電阻值( KCl 0.02M . 0.005M . 0.00125M )

( HCl 0.02M . 0.005M . 0.00125M)

( CH3COOK 0.02M . 0.005M . 0.00125M)

4. 按住惠斯同電橋上的兩個按鈕

5. 調整可變電阻使示波器波型振幅變小 ( 電流 =0)

6. 紀錄各溶液測得的電阻 → 作圖

3. 測上述各溶液的電阻值( KCl 0.02M . 0.005M . 0.00125M )

( HCl 0.02M . 0.005M . 0.00125M)

( CH3COOK 0.02M . 0.005M . 0.00125M)

數據處理RLK 以 0.02M 的 KCl 為準，算出Ｋ

)( 10768.2 113 mOhmL

KCl R Λ

0.02M

0.005M

0.00125M

L C

Λ 對 作圖，求 Λ0C

C

L1000

HCl R Λ0.02M0.005M0.00125M

CH3COOK R Λ0.02M0.005M0.00125M

L

L

C

C

求 CH3COOH 的 Λ0

)()()( 03030 HCOOCHCOOHCH

)()()()(

)()(

0000

030

ClKHCl

KCOOCH

= Λ0(CH3COOK)+Λ0(HCl)-Λ0(KCl)

CH3COOH ＋ KCl → CH3COOK+HCl

弱電解質的 Λ 會隨著 C 變化，所以以強電解質的 Λ ０為準

算出 Λ0

0

1

2

CKc

第二種求 CH3COOH Λ0 的方法)1( )1/( 2 CKC解離常數

弱電解質時， → (2)

)(/ , (1)(2) 002 CKC代入將

020

11

CK

C

CKC 及作圖，求出對 0

1

CH3COOH C Λ Λ ０ α Ｋc

１ /Λ CΛ

0.05M0.0125M

0.003125M

( )0

20C Λ

1+

ΛK

ΛC=

Λ

1 Y 軸截距

斜率

求 Λ ０ . Kc

THE END