实验二 电导法测定难溶盐的溶度积齐齐哈尔大学化学专业实验物化

实验二 电导法测定难溶盐的溶度积 目的 掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法。 加深对溶液电导概念的理解及电导测定应用的了解。 测定在 BaSO4 在 25的溶度积和溶解度。 基本原理 1. 电导法测定难溶盐溶解度的原理 难溶盐如 BaSO4、PbSO 4、 AgCl 等在水中溶解度很小,但难溶盐在水中微量溶解的 部分是完全电离的，因此，常用测定其饱和溶液电导率来计算其溶解度。 难溶盐的溶解度很小，饱和溶液的摩尔电导率 与难溶盐的无限稀释溶液中的摩m 尔电导率 是近似相等的，即m m 可根据科尔劳施（Kohlrausch）离子独立运动定律，由离子无限稀释摩尔电导率相m 加而得。 在一定温度下，电解质溶液的浓度 c、摩尔电导率 与电导率 的关系为m （I） m 可由手册数据求得， 通过测定溶液电导 G 求得， c 便可从上式求得。m 电导率 与电导 G 的关系为 K= G= G （）lAcelK 电导 G 是电阻的倒数，K cell=l/A 称为电导池常数， A 无法单独求得。 通常确定 值的方法是：先将已知电导率的标准 KCl 溶液装入电导池中，测定其 电导 G，由已知电导率 ，从式（ ）可计算出 值（不同浓度的 KCl 溶液在不同cel 温度下的 值参见附录） 。 必须指出，难溶盐在水中的溶解度极微，其饱和溶液的电导率 实际上是盐的溶 液 正、负离子和溶剂（H 2O）解离的正、负离子（H +和 OH-）的电导率之和，在无限稀释 条件下有 = + 溶 液 盐 水 （） 因此，测定 后，还必须同时测出配制溶液所用水的电导率 ，才能求得 。溶 液 水 盐 测得 后，由式（）即可求得该温度下难溶盐在水中的饱和浓度 c，经换算即盐 得该难溶盐的溶解度。 2. 溶液电导测定原理 电导是电阻的倒数，测定电导实际是测定电阻，可用惠斯登（whentston ）电桥进 行测量。精密的电阻常数用途图 1 所示的交流平衡电桥测量。其中 Rx为电导池两极间 的电阻。R 1、 R2、R 3 在精密测量中均为交流电阻箱（或高频电阻箱） ，在简单情况下 R2、R 3 可用均匀的滑线电阻代替。这样，R 1、R 2、 R3 构成电桥的四个臂，适当调节 R1、R 2、R 3，使 C、E 两点的电位相等， CE 之间无电流通过。电桥达到了平衡，电路 中的电阻符合下列关系： 123xR 如 R2、 R3 换为均匀滑线电阻时，R 2/R3 的电 阻 之比变换为长度之比，可直接从滑线电阻的长度 标 尺上读出。R 2/R3 调节越接近 1，测量误差越小， D 为 指示平衡的示零器，通常用示波器或灵敏的耳机。 电 源 S 常用音频振荡器或蜂鸣器等信号发生器。 温度对电导有影响，实验应在恒温下进行。 图 1 惠斯顿电桥 本实验使用 DDS-11A 型电导率仪测量溶液的电导率。 仪器与试剂 惠斯顿电桥一套，超级恒温槽 1 套，DDS-11A 型电导率仪 1 台，带盖锥形瓶 3 支。 电导水，KCl(GR), BaSO 4(AR), PbSO4(AR)。 操作步骤 调节恒温槽温度在（25 0.5）范围内。 制备 BaSO4 饱和溶液。在干净带盖锥形瓶中加入少量 BaSO4，用电导水至少在 55洗 3 次，每次洗涤需剧烈震荡，带溶液澄清后，倾去溶液再加电导水洗涤。洗 3 次以上能除去可溶性杂质，然后加电导水溶解 BaSO4，使之成饱和溶液，并在 25恒 温槽内静置，使溶液尽量澄清（该过程时间长，可在实验开始前进行） ，取用时用上部 澄清溶液。同样方法制备 PbSO4 饱和溶液。 齐齐哈尔大学化学专业实验 读取电导池常数是 1.137。测定电导水的电导率 ，依次用蒸馏水、电导水洗电水 极及锥形瓶各 3 次。在锥形瓶中装入电导水，放入 25恒温槽恒温后测定水的电导 ，用电导池常数由式（）求 。G水 水 测定 25饱和 BaSO4 溶液的电导率 。将测定过水的电导电极和锥形瓶用少4BaSO 量 BaSO4 饱和溶液洗涤 3 次，再将澄清的 BaSO4 饱和溶液装入锥形瓶，插入电导电极， 测定的 计算 。溶 液 溶 液 测量电导需在恒温后进行，每种 G 测定需进行 3 次，取平均值。 实验完毕，洗净锥形瓶、电极，在瓶中装入蒸馏水，将电极浸入水中保存，关 闭恒温槽及电导仪电源开关。 数据处理 实验温度： 25 温度： 1. 数据记录 表 1 实验数据记录表 参量次数 BaSO 4电导率 水的电导率 PbSO 4电导率 GBaSO4 KBaSO4/ G 水 /(Sm-1) GPbSO4 KPbSO4/ (Sm-水 1) （Sm -1) 1 49.8 5.66 6.85 0.779 52.4 5.96 2 48.8 5.54 6.80 0.773 52.3 5.95 3 50.8 5.78 6.81 0.774 52.3 5.95 平均值 KBaSO4=5.66 K 水 =0.775 KPbSO4=5.95 2. 数据处理 由 = 计算水的电导率。水 celKG水 由 = 计算 BaSO4 饱和溶液电导率。溶 液 l溶 液 可由下式求得4BaSO = -4BaSO溶 液 水 =(5.66-0.775) Sm-1 =4.89 Sm-1 由物理化学手册查得 Ba2+和 SO42-在 25的无限稀释摩尔电导，计算12 （BaSO 4） 。m =m( SO42)+m( Ba2+)1 =(63.64+79.8)10-4Sm2mol-1 =0.14344Sm2mol-1 由式（）计算 ，计算溶度积。4BaSOc = / =4.89 Sm-1/0.14344Sm2mol-1 =34.091molm-34BaSOc4m Ksp(Baso4)=C2=1.16210-3 计算溶解度。设溶液的体积是 1m3 bBaso4=CV=34.091mol 溶解度 是溶解物质的质量除以溶剂的质量所得的商。 所以溶解度=b Baso4MBaso4=34.096233=7.944 思考题 1. 电导率、摩尔电导率与电解质溶液的浓度有何规律？ 答：在一定温度下，电解质溶液的浓度 c、摩尔电导率 与电导率 的关系为m 齐齐哈尔大学化学专业实验 mc 2. 离子独立移动定律的关系式如何？ 答： =+ ，+ +- ，- mm 3. H+和 OH-的无限稀释摩尔电导率为何比其他离子的无限稀释离子摩尔电导率大 很多？ 答：因为在一定的温度和压力下只要是极稀的溶液，同一种离子的摩尔电导率 都是同一值，所以 H+和 OH-的