化学平衡常数及分配系数的测定

1、.化学平衡常数及分配系数的测定1. 简述测定反应 KI+I 2=KI 3 的平衡常数的基本原理。答：在恒温下，碘（ I 2）溶在含有碘离子（ I -）的溶液中，大部分成为络离子（ I 3-）,并存在下列平衡：其平衡常数表达式为：Ic c II（2）K a333II 2cI cI 2II 2式中： ，c，分别为活度，浓度和活度系数。由于在同一溶液中，离子强度相同（ I -与 I 3-电价相同 )。由德拜 -休克尔公式：lg i0.509Z i2I（3）1I计算可知，活度系数（4）II 3在水溶液中， I2 浓度很小I1（5）2一定温度下，故得：ccI 3K c（6）K acI 2cI为了测定平衡

2、常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。在本实验中，当达到上述平衡时，若用硫代硫酸钠标准液来滴;.定溶液中的 I 2 浓度，则会随着 I 2 的消耗，平衡将向左端移动，使 I 3-继续分解，因而最终只能测得溶液中 I 2 和 I 3 -的总量。I2 S O2-S O2-232 I -624为了解决这个问题，可在上述溶液中加入四氯化碳4)，然后(CCl充分震荡 (I -和 I 3-不溶于 CCl4 ，当温度一定时，上述化学平衡及I2)在四氯化碳层和水层的分配平衡同时建立，如图1 所示。首先测出I 2 在 H2O 及 CCl4 层中的分配系数Kd，待平衡后再测出 I 2 在 CCl4 中的浓

3、度，根据分配系数，可算出I 2 在 KI 水溶液中的浓度。再取上层水溶液分析，得到 I 2 和 I 3- 的总量。c I2cI3 水层c水层 cI3 ,平衡I 2 ,（7）由于在溶液中 I - 总量不变，固有：cI ,初始cI 3 c（9）, 平衡I ,平衡因此，将平衡后各物质的浓度代入式(7) 就可求出此温度下的平衡常数 Kc。2. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，所用的碘量瓶和锥形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？为什么？答：配置 2 号液的碘量瓶需要干燥，配置1 号液的碘量瓶和锥形瓶不需要干燥。因为2 号液是用来测定平衡浓度的，平衡时I -的浓度是用公式 cI ,初始c

4、I 3 , 平衡 cI , 平衡 求得，初始的KI 浓度必须准确已知，所以必须干燥。 1 号液是用来测 I 2 在 H2O 及 CCl4 层中的分配系;.数 Kd ，分配系数与浓度无关，锥形瓶是滴定用的，滴定的是 I 2 的总的物质的量，与浓度无关，因此不需干燥。3. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，配制 1、2 号溶液的目的何在？答：配置 1 号液是用来测 I 2 在 H2O 及 CCl4 层中的分配系数Kd，配置 2 号液是用来测定反应 KI+I 2=KI 3 达平衡时各物质的平衡浓度的。4. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，滴定 CCl4 层样品时

5、，为什么要先加 KI 水溶液？答：硫代硫酸钠标准液与溶液中I 2 的反应是在水层中进行，滴定 CCl4 层样品的 I2 时，先加 KI 水溶液是为了加快 CCl4 层中的 I 2 借助于反应 KI+I 2 =KI 3 提取到水层中，有利于 Na2S2O3 滴定的顺利进行。5. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，配制的 1、2 号溶液是否需要恒温？为什么？答：需要恒温，因为分配系数 Kd 和反应平衡常数均与温度有关，定温下为定值。6. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中， 1、2 号溶液达平衡后能否拿到恒温槽外取样？为什么？答：不能，因为反应平衡常数与温度有关，

6、温度改变，平衡会发生移动。;.7. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，如何通过平衡常数求得 I 3- 的解离焓。答：测出两个反应温度下的的平衡常数，再由下式可计算的 I 3-解离焓。r H mRT1T2 ln K c T1T2 T1 K c T28. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，为什么应严格控制恒温？如何控制？答：因为分配系数 Kd 和反应平衡常数均与温度有关，定温下为定值。所以应严格控制恒温。所配置溶液放在恒温水浴中恒温。9. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，需要直接测得哪些实验数据？如何测得？答：配制的 1、2 号溶液达平衡后，用硫代硫酸钠标准液来滴定两溶

7、液中的水层和四氯化碳层 I 2 浓度所消耗的硫代硫酸钠标准液的体积。用标准 Na2S2O3 溶液滴定碘时，先要滴定至淡黄色再加淀粉溶液滴至水层淀粉指示剂的蓝色消失。取 CCl4 层样品时勿使水层进入移液管中，为此用洗耳球使移液管尖鼓气情况下穿过水层插入 CCl4 层中取样。在滴定 CCl4 层样品的 I 2 时，应加入 10ml0.1mol/L 的 KI 水溶液以加快 CCl4 层中的 I 2 借助于反应 KI+I 2=KI 3 提取到水层中，这样有利于 Na2S2O3 滴定的顺利进行，滴定时要充分摇荡，细心地滴至水层淀粉指示剂的蓝色消失，四氯化碳层不再现红色。滴定后的和末用完的 CCl4 皆

8、应倒人回收瓶中。10. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，如何求得反应达平衡时 I2 、I -、I3-的浓度？;.答：为了测定平衡常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。在本实验中，当达到上述平衡时，若用硫代硫酸钠标准液来滴定溶液中的 I 2 浓度，则会随着 I 2 的消耗，平衡将向左端移动，使 I 3- 继续分解，因而最终只能测得溶液中 I 2 和 I 3-的总量。I22 S O2-2I-S O2-2346为了解决这个问题，可在上述溶液中加入四氯化碳(CCl4)，然后充分震荡(I-和I3-不溶于4)，当温度一定时，上述化学平衡及I 2CCl在四氯化碳层和水层的分配平衡

9、同时建立，如图1 所示。首先测出I 2 在 H2O 及 CCl4 层中的分配系数Kd，待平衡后再测出 I 2 在 CCl4 中的浓度，根据分配系数，可算出I 2 在 KI 水溶液中的浓度。再取上层水溶液分析，得到 I 2 和 I 3- 的总量。c I2cI3 水层c水层 cI3 ,平衡I 2 ,（7）由于在溶液中 I - 总量不变，固有：cI,初始cI 3 , 平衡 cI , 平衡（9）因此，将平衡后各物质的浓度代入式(6) 就可求出此温度下的平衡常数 Kc。c cI 3K c（6）K acI 2cI11. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，若吸 CCl4 层样品时混进水层对

10、结果有何影响？答：吸 CCl4 层样品时混进水层会造成CCl4 层碘的浓度有误差。;.12. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，吸取 CCl4 层样品为什么要用洗耳球使移液管尖鼓气情况下穿过水层？答：防止水层进入移液管中而引起实验误差。13.装好溶液后的碘量瓶为什么要立即塞紧磨口塞？答：因为碘和四氯化碳易挥发，故立即塞紧磨口塞是为了防止碘和 CCl4 挥发。14. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，每隔 10min 震荡一次的目的何在，若震荡时间不够有何影响？答：每隔 10min 振荡一次是为了加快分配平衡的到达。若振荡时间不够，没有到达分配平衡，会导致实验结果有误差。1

11、5. 在 KI+I 2=KI 3 反应平衡常数测定实验中，滴定过程中哪些要用微量管？哪些要用 25mL 滴定管？为什么？答：滴定 1 号液 25ml 水层样品和 2 号液 5mlCCl4 层时要用微量管，滴定 1 号液 5mlCCl4 层和 2 号液 25ml 水层样品时用 25ml 滴定管。因为滴定 1 号液 25ml 水层样品和 2 号液 5mlCCl4 层时所需硫代硫酸钠体积少，用微量管可以减少滴定误差；而滴定1 号液 5mlCCl4层和 2 号液 25ml 水层样品时硫代硫酸钠所用体积则较多，即要用容量大的滴定管。16. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，若温度控制误差超±1，有何影响？答：化学平衡常数及分配系数对温度的影响较为灵敏，若温度控制误差超 ±1，会导致较大的实验误差。;.17. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，在配置系统溶液时，是否需要精确量取，为什么？答：不需要精确量取。因为最终所需的各浓度都用硫代硫酸钠精确滴定出来，配置系统溶液的多少，不会影响化学平衡常数及分配系数。但至少应能保证实验分析用量。18. 在化学平衡常数及分配系数的测定实验中，滴