物理化学实验
报告
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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
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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、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1——1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γ±，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/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.05 mol/L及0.1 mol/L溶液50mL
2、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
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1、配置不同浓度的盐酸溶液所需0.1 mol/LHCl溶液如下：
CHCl/mol/L
0.005
0.01
0.02
0.05
0.1
VHCl/ml
2.5
5
10
25
50
V水/ml
47.5
45
40
25
0
2、不同浓度的50mL盐酸溶液的电动势的测定
CHCl /mol/L
0.005
0.01
0.02
0.05
0.1
电动势
E V
-0.2599
-0.2600
-0.2780
-0.2782
-0.2960
-0.2961
-0.3264
-0.3260
-0.3652
-0.3656
E(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/ρ水，其中 ρ水 = 1.0 Kg/m3。可计算出 E+0.1183lgm和
。数据如下表：
CHCl /mol/L
0.005
0.01
0.02
0.05
0.1
E V
-0.2595
-0.2781
-0.2961
-0.3262
-0.3654
mmol/kg
0.005
0.01
0.02
0.05
0.10
E+0.1183lgm
-0.5317
-0.5147
-0.4971
-0.4801
-0.4837
0.071
0.10
0.141
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'= -0.5338
2、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
。
lg
1 =1/0.1183(k'- E1– 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338 + 0.2595–0.1183lg0.005}
= -0.0177
1 =0.9600
lg
2 =1/0.1183(k'- E2– 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338 + 0.2781– 0.1183lg0.01}
=-0.1614
2 =0.6896
lg
3 =1/0.1183(k'- E3– 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338 + 0.2961– 0.1183lg0.02}
=-0.3103
3 =0.4894
lg
4 =1/0.1183(k'- E4– 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338 + 0.3262– 0.1183lg0.05}
=-0.5438
4 = 0.2829
lg
5 =1/0.1183(k'- E5– 0.1183lgm)
=1/0.1183{-0.5338+ 0.3654– 0.1183lg0.1}
=-0.4235
5 = 0.3771
3、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 * 10-5
B2 = (
2m2)2 = (0.6896*0.01)2= 7.562 * 10-5
B3 = (
3m3)2 = (0.4894*0.02)2= 9.580 * 10-5
B4 = (
4m4)2 = (0.2829*0.05)2= 2.000 * 10-4
B5 = (
5m5)2= (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
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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
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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
浙公网安备 33021202002483