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1、物理化学实验报告实验名称： 电解质溶液活度系数的测定学 号： 班 级： 有色冶金姓 名： 实验日期： 2014-3-13一、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。二、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。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：其中为活度因子（或称活度系数）。电池：Ag，AgCl|HCL|玻璃|试液|KCL（饱和）| （液接电势）玻璃电极 | | 甘汞电极 上述电池的电动势： （1） 其中： （K是玻璃膜电极外、
2、内膜表面性质决定的常数）当实验温度为25时 （2）上式可改写为： 即 （1）根据得拜休克尔极限公式，对11价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述关系式 所以 或 或将不同浓度的HCl溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E值，以0.11831gm为纵坐标，以为横坐标作图，可得一曲线，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活度系数，同时根据之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。三、仪器药品仪器: 离子活度计、干电池、移液管若干支；药品: 0.1mol/L盐酸溶液。四、试验步骤1、溶液配制分别配置0.005mol/
3、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。五、数据记录1、配置不同浓度的盐酸溶液所需0.1 mol/L HCl溶液如下：CHCl /mol/L0.0050.010.020.050.1VHCl / ml 2.5 5 10 2550V水 /ml 47.5 45 40 25 02、不同浓度的50mL盐酸溶液的电动势的测定CHCl /mol/L0.0050.010.020.050.1电动势E V-0.2599-0.2600-0.2780-0.2782-0.2960-0.2961-0.32
4、64-0.3260-0.3652-0.3656E(平均) V-0.2595-0.2781-0.2961-0.3262-0.3654六、数据处理1、根据E值和质量摩尔浓度m及其他值绘制曲线求K值。对于一般稀溶液来说，其密度近似等于水的密度，可以近似认为C（mol/L）=m（mol/kg），这种近似常用于计算中。由m = CHCl /水，其中 水 = 1.0 Kg/m3 。可计算出 E+0.1183lgm和m 。数据如下表：CHCl /mol/L0.005 0.01 0.02 0.050.1E V-0.2595-0.2781-0.2961-0.3262-0.3654m mol/kg 0.005 0
5、.01 0.020.05 0.10E+0.1183lgm -0.5317-0.5147-0.4971-0.4801-0.4837m 0.0710.100.141 0.224 0.316将不同浓度的HCl溶液分别测出其相应的电动势E值，以E +0.11831gm为纵坐标，以为横坐标作图，将此曲线外推，求K。有图可求出K= -0.53382、计算出各种不同浓度下的平均离子活度系数。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。lg1 =1/0.1183 (k- E1 0.1183lgm)=1/0.1183
6、-0.5338 + 0.2595 = -0.0177 1 =0.9600lg2 =1/0.1183 (k- E2 0.1183lgm) =1/0.1183 -0.5338 + 0.2781 =-0.16142 =0.6896lg3 =1/0.1183 (k- E3 0.1183lgm) =1/0.1183 -0.5338 + 0.2961 0.1183lg0.02 =-0.3103 3 =0.4894lg4 =1/0.1183 (k- E4 0.1183lgm) =1/0.1183 -0.5338 + 0.3262 0.1183lg0.05 =-0.54384 = 0.2829lg5 =1/0
7、.1183(k- E5 0.1183lgm) =1/0.1183-0.5338 + 0.3654 =-0.4235 5 = 0.37713、根据公式及之关系，算出各溶液中HCl相应的活度。由公式可计算出B B1 = (1m1)2 = (0.9600 * 0.005)2 = 2.304 * 10-5B 2 = (2m2)2 = (0.6896 * 0.01)2 = 7.562 * 10-5B3 = (3m3)2 = (0.4894 * 0.02)2 = 9.580 * 10-5B4 = (4m4)2 = (0.2829 * 0.05)2 = 2.000 * 10-4B5 = (5m5)2 = (
8、0.3771 * 0.1)2 = 2.304 * 10-4七、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。如测定HCl水溶液HCl的 ，可设计的原电池同前，由前式可得：ln =F/2RT（ Emf - + ）由此式可见，该电池的Nernst公式中只含HCl的活度而无其它电解度溶液的活度。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
