Лабораторная работа №16 Электропроводность растворов электролитов - файл n1.docx

Лабораторная работа №16 Электропроводность растворов электролитов
скачать (23.6 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx24kb.02.11.2012 16:13скачать

n1.docx

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

“Сибирский Федеральный Университет”

“Институт Цветных Металлов и Материаловедения”
Кафедра: КМиФХПМ

Факультет: Химико-Металлургический

Специальность: Металлургия цветных металлов

Группа: МФ 08-4

Отчет по лабораторной работе №16

«Электропроводность растворов электролитов»
Преподаватель:
Студент:
г. Красноярск 2010 г.
Цель работы: определить концентрационную зависимость удельной и эквивалентной электропроводности сильных и слабых электролитов; рассчитать параметры элекртолитической диссоциации.
Краткая теория: В растворах электролитов в результате электрической диссоциации образуются заряженные частицы – ионы. При этом суммарный заряд положительных и отрицательных ионов равен нулю, так что раствор в целом электронейтрален. Долю молекул, распавшихся на ионы, характеризуют степенью диссоциации ?:

? = n/N

где n – число молекул, распавшихся на ионы; N- общее число растворенных молекул.

Для сильных электролитов степень диссоциации равна единице (? =1). Когда нет внешнего электрического поля, ионы находятся в хаотическом тепловом движении, при наложении электрического поля они приобретают определенное направленное движение. Таким образом, происходит перенос заряда в растворах электролитов катионами и анионами. Такие проводники называют проводниками второго рода в отличие от проводников первого рода (металлы), в которых переносчиками заряда является электроны.

Количественной характеристикой способности вещества проводить электрический ток является электропороводность L (величина, обратная сопротивлению R), которая связана с физическими свойствами и геометрическими размерами проводника соотношением

,

Где R – сопротивление проводника, Ом; – удельная теплопроводность, Ом-1см-1; S- площадь сечения проводника,см2; ?- длина проводника, см.

Удельная теплопроводность характеризует количества, которое проходит в одну секунду через 1 см3 раствора электролита, заключенного между параллельными электродами площадью 1 см2, находящимися на расстоянии 1 см, при градиенте электрического поля 1 В/см.

В электрохимии часто используют величину эквивалентной электропроводности ?. Это электропроводность раствора, содержащего 1 грамм-эквивалент электролита и заключенного между электродами, отстоящими друг от друга на расстоянии 1см, при градиенте электрического поля 1В/см.

Эквивалентная и удельная электропроводность связаны между собой соотношением

,

Где С- нормальность раствора электролита, г-экв./л.

Электропроводность раствора зависит от природы электролита и растворителя и является функцией концентрации, достигая максимального значения, а затем уменьшается. Такой характер зависимости для сильных и слабых электролитов связан с межионным взаимодействием, а для слабых электролитов – с уменьшением степени диссоциации при росте концентрации раствора.

Эквивалентная электропроводность уменьшается с ростом концентрации раствора для сильных и слабых электролитов пот тем же причинам. Для растворов сильных электролитов эта зависимость описывается уравнением

,

Где - постоянная для данного раствора величина; - эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора (предельная эквивалентная электропроводность); С – концентрация раствора.

По экспериментальным значениям электропроводности, измеренной для растворов различных концентраций, можно экстраполяцией зависимости определить величину , как отрезок, отсекаемый на оси ординат при C=.

Для растворов слабых электролитов при бесконечном разбавлении выполняется закон Кольрауша (принцип независимости ионов):

,

Где , - предельные подвижности ионов (при С=0), приводимые в справочниках.

Для слабых электролитов величина ? связанна с соотношением

.

Зная ?, по закону Оствальда



Можно определить константу диссоциации слабого электролита данной концентрации С.

Ход работы:

Таблица 1.сопротивление исследуемых растворов, Ом


Электролит

Концентрация раствора, моль/л

0,005

0,1

0,2

0,4


KCl
CH3COOH
HCl


-
3000
100


125
2900
57


-
2000
35


-
1450
25


1) K=?·R
?(T=293K, 0,1M)=0,01215 Ом-1·см-1
K=0,1215·125 K=15,1875
2) ?=
CH3COOH

?(0,05)=0,00506 ?(0,1)=0,00524

?(0,2)= 0,00759 ?(0,4)=0,01046
HCl

?(0,05)=0,1518 ?(0,1)=0,2663

?(0,2)=0,4337 ?(0,4)=0,6072
3) ?=? · · 1000
CH3COOH

? (0,05)=101,2 ?(0,1)=52,4

?(0,2)=37,95 ?(0,4)=26,15
HCl

? (0,05)=3036 ?(0,1)=2663

?(0,2)= 2168,5 ?(0,4)=1518
4) ??=

СH3COOH

??=CH3COO- +H+

??=390,7г·экв/л

HCl

??=426,1 г·экв/л

5)

CH3COOH

?(0,05)=0,259 ?(0,1)=0,1341

?(0,2)= 0,097 ?(0,4)=0,066

HCl

?(0,05)=7,125 ?(0,1)=6,249

?(0,2)= 5,089 ?(0,4)=3,562

Рисунок 1. Зависимость ?=f() для растворов HCl

6)

CH3COOH

Kд(0,05)= 0,0044 Kд(0,1)= 0,00276

Kд(0,2)= 0,00283 Kд(0,4)=0,00018

Вывод:

Электропроводимость слоя электролита связанна с его геометрическими размерами и зависит от природы электролита и растворителя и является функцией концентрации, достигая максимального значения, а затем уменьшается. Такой характер зависимости для сильных и слабых электролитов связан с межионным взаимодействием, а для слабых электролитов – с уменьшением степени диссоциации при росте концентрации раствора.

Удельная электропроводность зависит от количества ионов в электролите и скорости их движения. Удельная электропроводность электролитов с ростом концентрации вначале возрастает, достигая максимального значения, а затем уменьшается. Для анализа зависимости электропроводности от различных факторов обычно используют эквивалентную (мольную) электропроводность. Эквивалентная электропроводность уменьшается с ростом концентрации раствора для сильных и слабых электролитов.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации