【高中化学】数字化实验对常见离子的摩尔电导率大小探究
在前几期的公众号中,我们推送过一篇利用数字化传感器再探究离子反应一文。
【高中化学】数字化实验对离子反应的再探究——盐酸与过量、少量的氢氧化钠固体反应
其中利用电导率传感器来分别检测盐酸和过量以及少量的氢氧化钠固体的反应过程,由于溶液电导率不单单和离子数目有关还与离子种类有关,所以盐酸和氢氧化钠固体反应的过程中虽然离子总数不变,但由于少了H+的同时多了Na+,两者的摩尔电导率不同,导致溶液电导率呈现下降趋势。小编在这里又产生了这样的疑问,离子的摩尔电导率代表什么意义?不同离子的摩尔电导率差别大么?分别又是多少呢?带着这些疑问,我们来进入今天的实验探究!
1 设计思路
在进行今天的实验之前,需要先来弄清楚摩尔电导率的概念,摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间,这时所具有的电导。引入摩尔电导率的概念是很有用的。因为一般电解质的电导率在不太浓的情况下都随着浓度的增高而变大,因为导电粒子数增加了。为了便于对不同类型的电解质进行导电能力的比较,人们常选用摩尔电导率。
本次实验中所用到的电导率传感器其原理是G=KA/l,溶液中的电导通常用G来表示,电导与导体长度l成反比,与其横截面积A成正比,用公式表示为G=KA/l,其中K为比例系数,也称作电导率。由于电导率传感器探头部分的截面积和长度一定,所以电导率决定了电导的大小。
由于实验条件有限,我们不可能测量得到每种离子的精确摩尔电导率,本次实验我们将选择几种常见的酸、碱、盐,配置成相同浓度的稀溶液,然后通过每种溶液的电导率数值大小来推测常见离子的摩尔电导率数值大小关系。
2 实验原理
结合电导率传感器的使用范围,本次实验中所配制溶液浓度均为0.01mol/L;排除可以水解的离子对实验结果的影响,本次实验选择药品为:氯化钠,盐酸,氢氧化钠,氯化钾,硝酸钾,硝酸钠。
将上述药品溶于水后,均会发生电离,其电离方程式为:
NaCl= Na++Cl-
HCl=H++Cl-
NaOH=Na++OH-
KCl=K++Cl-
KNO3=K++ NO3-
NaNO3= Na++ NO3-
3 实验流程
【实验用品】
实验试剂:氯化钠,盐酸,氢氧化钠,氯化钾,硝酸钾,硝酸钠。