電動勢法測定電解質溶液的平均活度因子一、實驗目的1. 掌握用電動勢法測定電解質溶液平均離子活度因子的基本原理和方法。2.通過實驗加深對活度、活度因子、平均活度、平均活度因子等概念的理解，并驗證Debye-Hckel極限定律，了解其適用范圍。3.進一步掌握電位差計的原理及其使用方法。二、基本原理活度因子 是用于表示真實溶液與理想溶液中任一組分濃度的偏差而引入的一個校正因子，它與活度a、質量摩爾濃度 m 之間的關系為： 在理想溶液中各電解質的活度因子為1，在稀溶液中活度因子近似為1。對于電解質溶液，由于溶液是電中性的，所以單個離子的活度和活度因子是不可測量、無法得到的。通過實驗只能測量離子的平均活度因子，它與平均活度平均質量摩爾濃度 之間的關系為： 其中， 本實驗采用電動勢法測定ZnCl2溶液的平均活度因子。其原理如下：用Ag-AgCl電極、鋅片電極（需汞齊化）和一定濃度的ZnCl2溶液構成如下單液化學電池： Zn(s)，Hg(s)|ZnCl2(a )|AgCl(s)|Ag(s)電池反應為 Zn(s)+2AgCl(s)=2Ag(s)+Zn2+(aZn2+)+2Cl-(aCl-) (6)其電動勢為： （7） 式中，稱為電池的標準電動勢。（0.222V ，-0.763V可見，當電解質的濃度m為已知值時，在一定溫度下，只要測得E值，再由標準電極電勢表的數據求得 ，即可求得。Debye-Hckel對強電解質溶液進行一些假定，導出了稀溶液中離子活度因子的計算公式： = (8)計算ZnCl2溶液的離子強度式中，m為溶液的質量摩爾濃度（單位：mol /kg ），需進行換算：,溶液的體積摩爾濃度c配制溶液時即可知道，密度 用比重管測定。用 對 I 作圖，可以驗證 Debye-Hckel 極限定律。3、 儀器及試劑儀器：恒溫裝置一套，測定電動勢儀器一套，標準電池，電子分析天平1臺，250ml容量瓶1只、100ml容量瓶7只，10ml移液管1支，5mL移液管1支，100 ml燒杯2只，比重管1只，注射器1只，Ag/AgCl電極，細砂紙。試劑：ZnCl2（A.R），鋅片、乙醇、丙酮、稀HCl、Hg(NO3)2飽和溶液。4、 操作步驟1 溶液的配制：用去離子水準確配制濃度為1.0 mol.dm-3的ZnCl2溶液200ml。將此標準濃度的ZnCl2溶液稀釋成0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5mol.dm-3標準溶液各100 ml。2 溶液密度的測定：用比重管測定各份溶液的密度。3 恒溫：控制恒溫浴溫度為 （30.00.1）。4 Zn電極的處理：將鋅電極用細砂紙打磨至光亮，用乙醇、丙酮等除去電極表面的油，再用稀HCl浸泡片刻以除去表面的氧化物（觀察到表面出現氣泡即可），取出用蒸餾水沖洗干凈，浸泡在Hg(NO3)2飽和溶液中23秒，取出,迅速用蒸餾水沖洗干凈。5. 用標準電池對電位差計進行校正。6. 電動勢的測定：將配制的ZnCl2標準溶液，按由稀到濃的次序分別裝入電池管恒溫。將鋅電極和Ag/AgCl電極分別插入裝有ZnCl2溶液的電池管中，用電位差計分別測定各種在ZnCl2濃度時電池的電動勢。7 實驗結束后，將電池、電極等洗凈備用。5、 注意事項1測量電動勢時注意電池的正、負極不能接錯。2 鋅電極要仔細打磨、處理干凈方可使用，否則會影響實驗結果。鋅電極需進行