温度和浓度对电离度影响的实验探讨

实验原理
　　
　　弱电解质的电离度通常随溶液温度的升高而增大，随溶液浓度的增大而减小。当溶液中溶质的物质的量不变时，其电离度愈大，溶液中含有的自由离子数愈多，在一定浓度变化范围内（非过度稀释时）离子浓度会增大，从而使溶液的导电能力增强。因此，可通过测定溶液在不同温度或不同浓度时的导电性来认识温度、浓度对电离度的影响规律。
　　
　　实验装置
　　
　　图1浓度对弱电解质电离度影响的实验装置
　　
　　图2温度对弱电解质电离度影响的实验装置
　　
　　（装置图可在“教学素材”栏目中查看或下载）
　　
　　主要用品
　　
　　1．漂浮电极：在一适当大小的塑料瓶盖上插入两支小钢针，钢针穿过盖面约2cm，针距约2~3cm。联接电极针的导线采用软质细导线，以确保电极能在液面上自由浮动。
　　
　　2．电源：可用铜锌原电池，其电极可在两块大些的铜、锌片间夹一多孔状绝缘片（或石棉绒等），使两电极片尽量*近以减小电池内阻。或用低压直流电源。
　　
　　3．演示电流计。
　　
　　4．冰乙酸、乙酸溶液（1∶5）、蒸馏水。
　　
　　实验操作
　　
　　一、浓度对电离度的影响
　　
　　1．取一量杯（规格500mL、洁净而干燥）注入适量冰乙酸，以能将电极浮起为宜。放入漂浮电极后，按图1与电流计、开关及电源串联。
　　
　　2．接通电路，此时电流计指针几乎不偏转，说明冰乙酸不导电或导电能力极弱。
　　
　　3．向量杯中加入少许蒸馏水，则电流计指针会发生较小的偏转。若采用低压直流电源时表针偏角会过大，说明电路中有较强的电流，应将电流计加配附件改装成量程适宜的安培计或在电路中串一可变电阻进行调节，以保证此时表针维持较小的偏角。
　　
　　4．缓慢地加入蒸馏水，则表针偏转角度会随之增大。由此表明，随着乙酸溶液浓度的减小，其电离度增大。
　　
　　二、温度对电离度的影响
　　
　　1．取一洁净的小烧杯，注入小半杯乙酸溶液（1∶5），置于铁架台上，放入漂浮电极后，按图2与电流计、电源及单刀开关串联。并在烧杯的溶液中悬挂一支温度计。
　　
　　2．接通电路，观察电流计指针偏转角度，若此时偏角过大，可按上述第三步操作法进行处置，以保证此时表针维持较小的偏角。
　　
　　3．加热烧杯中的乙酸溶液，则随温度的上升，表针偏转角度逐渐增大。由此表明，随乙酸溶液温度的升高，其电离度增大。
　　
　　问题讨论
　　
　　1．测定“浓度对电离度影响”时，导电槽选用量杯，优点是冰乙酸用量小而溶液稀释范围大，实验现象明显。但过度稀释时，电流计表针偏角增至一定幅度后又会逐渐变小，此并非电离度在变小，而是由于溶液体积过大时，使离子浓度减小所致，实验中必须注意到这一点。
　　
　　2．测定“温度对电离度影响”时，为提高可信度，当加热到一定温度后，分别读出温度值和电流值。然后将乙酸溶液换成蒸馏水并加热到同温，电流计表针偏角显然会比测乙酸溶液时要小，由此对比以排除水电离因素，从而说明乙酸的电离度随温度升高而增大之正确性。并同时也证明，水的电离度也随温度升高而增大。
　　
　　3．使用“漂浮电极”可维持电极在溶液中的表面积恒定，这在测定浓度之影响时尤其重要。
　　
　　4．测定过程中，电流计指针偏转幅度取决于电路中的电流强度，故控制电源输出电压及电流表的量程是提高实验演示效果的关键。
　　
　　5．该实验可在十分钟内完成，故用作课堂演示具有可行性。也可用于课外活动中由学生亲自操作，以培养学生用物理手段研究化学问题的能力。