Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI
Bài 9: ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI Điểm Lời phê giáo viên Số liệu thực nghiệm: a Xác định số bình điện cực: L (S) χ (S.cm-1), 310C 1311.10-6 1580.10-6 1.205 b Đo độ dẫn L dung dịch CH3COOH HCl: Đối với dung dịch CH3COOH: C N (CH3COOH) L (S) 1/32 1/16 1/8 309.10-6 438.10-6 618.10-6 880.10-6 372,345.10-6 527,79.10-6 744,69.10-6 1060,4.10-6 23,83008 16,88928 11,91504 8,4832 1/64 Đối với dung dịch HCl: C N (HCl) 0.001 0.002 0.003 0.004 L (S) 548.10-6 1230.10-6 1920.10-6 2600.10-6 66,034.10-5 148,215.10-5 231,36.10-5 313,3.10-5 660,34 741,075 771,2 783,25 Xử lý kết quả: a Xác định độ dẫn điện đương lượng tới hạn λ số điện ly K chất điện ly yếu CH3COOH: Phương trình có dạng đường thẳng y= ax + b Ta vẽ đồ thị 1/λ – λC: λC 0.372345 0.52779 0.74469 1.0604 1/λ 0.04196 0.059209 0.08393 0.11788 Từ đồ thị suy ra: => λ0= 1000 1 0.1105 0.001 0 K 0 K= 0.00905 Hệ số phân ly ∞ chất điện ly yếu CH3COOH: ∞= λ/λ C N (CH3COOH) 1/64 9.670848 ∞= λ/λ0 0.032881 1/32 1/16 1/8 6.944656 4.848920 3.470400 0.023612 0.016486 0.011799 b Xác định λ0 chất điện ly mạnh HCl: Vẽ đồ thị 0.031623 0.044721 0.054772 0.063246 660,34 741,075 771,2 783,25 Từ đồ thị suy ra: λ0= 548.91 Nhận xét: Khi xác định số bình điện cực: phải lớn χ > L với χ độ dẫn điện riêng dung dịch KCl 0.01N 31 0C (đã biết trước) L độ dẫn điện dung dịch KCl xác định máy đo độ dẫn ứng với chiều dài 1cm (bao gồm điện trở máy đo dây dẫn nên độ dẫn điện giảm xuống) Kết ta thu k = 1.205 > hợp lý Dung dịch HCl có độ dẫn điện riêng lớn dung dịch CH 3COOH nhiều HCl chất điện ly mạnh, hệ số phân ly ∞ gần 1, CH 3COOH chất điện ly yếu, hệ số phân ly ∞ bé Khảo sát thay đổi độ dẫn điện theo nồng độ chất điện ly manh HCl chất điện ly yếu CH3COOH ta rút số nhận xét: o Kết thí nghiệm cho thấy nồng độ HCl tăng từ 0.001 đến 0.004 N nồng độ CH3COOH tăng từ 1/64 đến 1/8 N độ dẫn điện hai dung dịch tăng lên nhanh o Trong đó, độ dẫn điện đương lượng λ lại giảm xuống Đối với dung dịch HCl, nồng độ tăng λ giảm chậm theo quy tắc đường thẳng Đối với dung dịch CH3COOH, nồng độ tăng λ giảm nhanh, sau giảm chậm o Cần lưu ý dung dịch khảo sát nồng độ loãng nên độ dẫn điện trường hợp tăng theo nồng độ Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đặc kết khơng cịn Tra cứu tài liệu, tìm biểu đồ phụ thuộc độ dẫn điện riêng dung dịch HCl CH 3COOH vào nồng độ Đường biểu diễn phụ thuộc độ dẫn điện dung dịch vào nồng độ đường cong có điểm cực đại Có nghĩa là, điểm cực đại, tiếp tục tăng nồng độ dung dịch độ dẫn điện khơng tăng lên mà giảm xuống Có thể giải thích điều sau: Nếu xem rằng, dung dịch loãng chất điện ly mạnh HCl, tốc độ chuyển vận ion không phụ thuộc nồng độ, độ dẫn điện tăng tỉ lệ thuận với số ion, tăng nồng độ tăng Trong dung dịch đặc chất điện ly mạnh, đám mây ion làm giảm tốc độ chuyển vận ion độ dẫn điện bị giảm xuống Trong chất điện ly yếu CH3COOH, mật độ mây ion nhỏ tốc độ chuyển vận ion phụ thuộc vào nồng độ, nồng độ dung dịch tăng làm giảm đáng kể độ phân ly, dẫn đến làm giảm độ dẫn điện Trong thực tế đường biểu diễn sử dụng để chọn chất điện ly nồng độ tương ứng cho độ dẫn điện cao Sử dụng cho phép tiết kiệm điện Chúng ta thấy nước tinh khiết (nước cất) khơng dẫn điện nước có lẫn tạp chất (chứa ion dẫn điện) có khả dẫn điện Độ dẫn điện H+ OH- cao hẳn ion khác tốc độ tuyệt đối (linh độ) H+ OH- đặc biệt lớn: voH+ = 36.3*10-4 voOH- = 20.5*10-4 cm2/von.giây Để giải thích khác biệt đó, trước người ta cho rằng, dung dịch ion H + có tốc độ chuyển động lớn có bán kính ion nhỏ Nhưng xác định rằng, dung dịch nước không tồn ion H + độc lập mà ion oxonium (H 3O+) Các ion ion OH- bị hydrat hóa bán kính hiệu dụng hydrat hóa chúng có bậc bán kính ion khác Vậy di chuyển điện tích ion bình thường linh độ chúng khơng thể khác cách đáng kể so với ion khác Từ lâu biết rõ, trình phân ly nước diễn theo sơ đồ sau: chuyển proton từ phân tử nước sang phân tử nước khác Các ion H 3O+ tạo liên tục trao đổi proton với phân tử nước bao quanh, song diễn cách vô trật tự Nhưng tác dụng điện trường ngồi ngồi trao đổi vơ trật tự cịn diễn q trình có xu hướng: phần proton (H +) bắt đầu chuyển theo trường lực phía catod, chuyển điện tích Vậy dịng điện chuyển khơng phải ion H 3O+ (dù có tham gia vào trình), mà proton chuyển từ phân tử nước đến phân tử nước khác bên cạnh theo trường lực Nhờ chuyển proton mô tả làm tăng độ dẫn điện dung dịch, proton có bán kính nhỏ, qua khơng phải tồn đoạn đường đến catod, mà qua khoảng cách phân tử nước Dạng dẫn điện gọi dẫn điện dây chuyền Tương tự, giải thích độ dẫn điện lớn đặc biệt ion hydroxyl, song trường hợp proton chuyển từ phân tử nước đến ion hydroxyl, tức tương ứng với chuyển ion hydroxyl theo hướng phía anod Mặt khác, trạng thái lượng hydro phân tử nước tương ứng với cực tiểu (hố năng) sâu H 3O+ Điều giải thích linh độ ion OH- nhỏ H+ ... dây dẫn nên độ dẫn điện giảm xuống) Kết ta thu k = 1.205 > hợp lý Dung dịch HCl có độ dẫn điện riêng lớn dung dịch CH 3COOH nhiều HCl chất điện ly mạnh, hệ số phân ly ∞ gần 1, CH 3COOH chất điện. .. vào nồng độ, nồng độ dung dịch tăng làm giảm đáng kể độ phân ly, dẫn đến làm giảm độ dẫn điện Trong thực tế đường biểu diễn sử dụng để chọn chất điện ly nồng độ tương ứng cho độ dẫn điện cao... thuộc độ dẫn điện riêng dung dịch HCl CH 3COOH vào nồng độ Đường biểu diễn phụ thuộc độ dẫn điện dung dịch vào nồng độ đường cong có điểm cực đại Có nghĩa là, điểm cực đại, tiếp tục tăng nồng độ dung