溫度和濃度對電離度影響的實驗探討

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)



實驗原理

        弱電解質(zhì)的電離度通常隨溶液溫度的升高而增大,隨溶液濃度的增大而減小。當(dāng)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變時,其電離度愈大,溶液中含有的自由離子數(shù)愈多,在一定濃度變化范圍內(nèi)(非過度稀釋時)離子濃度會增大,從而使溶液的導(dǎo)電能力增強。因此,可通過測定溶液在不同溫度或不同濃度時的導(dǎo)電性來認(rèn)識溫度、濃度對電離度的影響規(guī)律。

實驗裝置

圖1 濃度對弱電解質(zhì)電離度影響的實驗裝置

圖2 溫度對弱電解質(zhì)電離度影響的實驗裝置

(裝置圖可在“教學(xué)素材”欄目中查看或下載)

主要用品

1.漂浮電極:在一適當(dāng)大小的塑料瓶蓋上插入兩支小鋼針,鋼針穿過蓋面約2 cm,針距約2 ~ 3cm。聯(lián)接電極針的導(dǎo)線采用軟質(zhì)細(xì)導(dǎo)線,以確保電極能在液面上自由浮動。

2.電源:可用銅鋅原電池,其電極可在兩塊大些的銅、鋅片間夾一多孔狀絕緣片(或石棉絨等),使兩電極片盡量*近以減小電池內(nèi)阻;蛴玫蛪褐绷麟娫。

3.演示電流計。

4.冰乙酸、乙酸溶液(1∶5)、蒸餾水。

實驗操作

一、濃度對電離度的影響

1.取一量杯(規(guī)格500mL、潔凈而干燥)注入適量冰乙酸,以能將電極浮起為宜。放入漂浮電極后,按圖1與電流計、開關(guān)及電源串聯(lián)。

2.接通電路,此時電流計指針幾乎不偏轉(zhuǎn),說明冰乙酸不導(dǎo)電或?qū)щ娔芰O弱。

3.向量杯中加入少許蒸餾水,則電流計指針會發(fā)生較小的偏轉(zhuǎn)。若采用低壓直流電源時表針偏角會過大,說明電路中有較強的電流,應(yīng)將電流計加配附件改裝成量程適宜的安培計或在電路中串一可變電阻進行調(diào)節(jié),以保證此時表針維持較小的偏角。

4.緩慢地加入蒸餾水,則表針偏轉(zhuǎn)角度會隨之增大。由此表明,隨著乙酸溶液濃度的減小,其電離度增大。

二、溫度對電離度的影響

1.取一潔凈的小燒杯,注入小半杯乙酸溶液(1∶5),置于鐵架臺上,放入漂浮電極后,按圖2與電流計、電源及單刀開關(guān)串聯(lián)。并在燒杯的溶液中懸掛一支溫度計。

2.接通電路,觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)角度,若此時偏角過大,可按上述第三步操作法進行處置,以保證此時表針維持較小的偏角。

3.加熱燒杯中的乙酸溶液,則隨溫度的上升,表針偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大。由此表明,隨乙酸溶液溫度的升高,其電離度增大。

問題討論

1.測定“濃度對電離度影響”時,導(dǎo)電槽選用量杯,優(yōu)點是冰乙酸用量小而溶液稀釋范圍大,實驗現(xiàn)象明顯。但過度稀釋時,電流計表針偏角增至一定幅度后又會逐漸變小,此并非電離度在變小,而是由于溶液體積過大時,使離子濃度減小所致,實驗中必須注意到這一點。

2.測定“溫度對電離度影響”時,為提高可信度,當(dāng)加熱到一定溫度后,分別讀出溫度值和電流值。然后將乙酸溶液換成蒸餾水并加熱到同溫,電流計表針偏角顯然會比測乙酸溶液時要小,由此對比以排除水電離因素,從而說明乙酸的電離度隨溫度升高而增大之正確性。并同時也證明,水的電離度也隨溫度升高而增大。

3.使用“漂浮電極”可維持電極在溶液中的表面積恒定,這在測定濃度之影響時尤其重要。

4.測定過程中,電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度取決于電路中的電流強度,故控制電源輸出電壓及電流表的量程是提高實驗演示效果的關(guān)鍵。

5.該實驗可在十分鐘內(nèi)完成,故用作課堂演示具有可行性。也可用于課外活動中由學(xué)生親自操作,以培養(yǎng)學(xué)生用物理手段研究化學(xué)問題的能力。


 


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