电解质溶液活度系数的测定

实验目的测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。实验原理 将理想液体混合物中一组分B的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B的化学势。fBaB/xBfB为真实液体混合物中组分B的活度因子。真实溶液中溶质B，在温度T、压力P下，溶质B的活度系数为：ll thin玻璃电极 | | 甘汞电极玻璃AgCl/Ag膜 gs 膜 L（液接电势） in电池：Ag，AgCl|HCL|玻璃|试液||KCL（饱和）| Hg2Cl2 Hg 上述电池的电动势： E A th其中B为活度因子（或称活度系数）。LeirBaB/(bB/b)Hg2Cl2/Hg being其中：膜e a（1） ndHg2Cl2/HgLK+0.059lga （K是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常ng at a tim数）当实验温度为250C时 ar玻璃e g ood for somethinEHg2Cl2/HgLAgCl/AgK0.11831lga根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述关系式 BaB/(bB/b0) lgAm得的相应E值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例子仪器: 离子活度计、干电池、移液管若干支；ng at a tim药品: 0.1mol/L盐酸溶液。四、试验步骤1、溶液配制e a三、仪器药品nd液中HCl相应的活度。 A2活度系数γ±，同时根据aHCLaHaCla(m)2之关系，算出各溶ll thin将此曲线外推，即可求得K。求的K后，再将各不同浓度m时所测gs势E值，以0.11831gm为纵坐标，以m为横坐标作图，可得一曲线， in若将不同浓度的HCl溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动 th或 E0.1183lgmK0.1183Ameir所以 (KE0.1183lgm)/0.1183A beingm ar即 lg(KE0.1183lgm)/0.1183 e g上式可改写为： EK-0.1183lg-0.1183lgmoo（2）d f K-0.1183lgmor K0.11831lga somethin分别配置0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.05 mol/L及0.1 mol/L溶液50mL2、不同浓度的盐酸溶液的电动势测定测定不同浓度HCl溶液的E。数据处理1、由公式bBCB/ρA,出 E+0.1183lgm。CHCl （mol/L）VHCl （ ml）E （V）m （mol/kg ） √mE+0.1183lgm0.0050 2.50.00500.0710 -0.2644 -0.2831 -0.2976 -0.3180 -0.3328 -0.5366 -0.5197 -0.4985gs0.1000 in0.0100 th0.01000.02000.0500 5 10 250.0200 0.1410 0.0500 0.2240 eir be2、将不同浓度的HCl溶液分别测出其相应的电动势E值，则可计算ingm=CB，由m = CHCl /ρ水，其中 ρ水 = 1.0 Kg/m3 。-0.4719 -0.4511 3、以E+0.1183lgm为纵坐标，以√m为横坐标作图，将此曲线外推，求K’。ng at a tim由图可知K’=-0.55394、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数γe and All thin ar对于一般稀溶液来说，其密度近似等于水的密度，即：e g0.1000500.1000 0.3160 ood for somethin将各不同浓度的m时所测得的相应E值代入lg =1/0.1183 (K’- E – 0.1183lgm)

可计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数。lg1 =1/0.1183 (K’- E1 – 0.1183lgm)

=1/0.1183 {-0.5539 + 0.2644 – 0.1183lg0.005 }= -0.1461

 =0.71431

=-0.2891

 =0.51392

lg3 =1/0.1183 (K’- E3 – 0.1183lgm)

=1/0.1183 {-0.5539 + 0.2976 – 0.1183lg0.02} =-0.4676

 =0.34073

lg4 =1/0.1183 (K’- E4 – 0.1183lgm)

=1/0.1183 {-0.5539 + 0.3180 – 0.1183lg0.05}

=-0.6931

lg5 =1/0.1183(K’- E5 – 0.1183lgm)

=1/0.1183{-0.5539 + 0.3328 – 0.1183lg0.1} =-0.8690

 = 0.20274

=1/0.1183 {-0.5539 + 0.2831 – 0.1183lg0.01}

lg2 =1/0.1183 (K’- E2 – 0.1183lgm)

 = 0.13525

25、根据公式BaB/(bB/b0)及aHCLaHaCla(m)2之关系，算出各

溶液中HCl相应的活度。由公式可计算出

B

B1 = (1m1)2 = (0.7143 * 0.005)2 = 1.276 * 10-5

B 2 = (B3 = (B4 = (B5 = (

m)2 = (0.5139 * 0.01)2 = 2.641 * 10-522

思考讨论

1、试述电动势法测定平均离子活度系数的基本原理。

答：平均离子活度系数 ±的测定，测定 ±的方法有溶解度法、依数性法及电动势法。其中以电动势法最简便。用电动势法测电解质离子的±时，常利用该电解质溶液设计出一个原电池。设计此原电池的条件是：它的电池反应中只含该电解质溶液而无其它溶液。2、当实验温度接近25℃时，为何可用外推法来确定标准电动势？

答：因为在25℃时电动势E与K＇成线性关系，所以可以用外推法来确定标准电动势

m)2 = (0.1352 * 0.1)2 = 1.828 * 10-455

m)2 = (0.2027 * 0.05)2 = 1.027 * 10-444

m)2 = (0.3407 * 0.02)2 = 4.644 * 10-533