(新)实验三 电导法测定难溶盐溶度积

实验三实验三 电导法测定难溶盐的溶度积电导法测定难溶盐的溶度积一、目的①掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法 ②加深对溶液电导概念的理解及电导测定应用的了解 ③测定在 BaSO4在 25℃的溶度积和溶解度二、基本原理1.电导法测定难溶盐溶解度的原理 难溶盐如 BaSO4、PbSO4、AgCl 等在水中溶解度很小，用一般的分析方法很难精确测 定其溶解度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，其饱和溶液可近似为无限稀，饱和溶液的摩尔电导率与难m溶盐的无限稀释溶液中的摩尔电导率是近似相等的，即m≈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加而m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κ的关系为mmc（Ⅰ）可由手册数据求得，κ通过测定溶液电导 G 求得，c 便可从上式求得m电导率κ与电导 G 的关系为κ=G=G l AcellK（Ⅱ） 电导 G 是电阻的倒数，可用电导仪测定，上式的 Kcell=l/A 称为电导池常数，它是两极 间距 l 与电极表面积 A 之比。

为防止极化，通常将 Pt 电极镀上一层铂黑，因此 A 无法单独 求得通常确定κ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κ，从式（Ⅱ）可计算出值（不同浓度的 KCl 溶液在不同温cellK度下的κ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正、溶液负离子和溶剂（H2O）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=+（Ⅲ）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（Ⅰ）即可求得该温度下难溶盐在水中的饱和浓度 c，经换算即得该盐难溶盐的溶解度 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 量但测定溶液电阻时有其特殊性，不能应用直流电源，当直流电流通过溶液时，由于电 化学反应的发生，不但使电极附近溶液的浓度改变引起浓差极化，还会改变两极本质因 此，必须采用较高频率的交流电，其频率高于 1000Hz另外，构成电导池的两极采用惰性 铂电极，以免电极与溶液间发生化学反应。

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 R1、R2、R3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、R3可用均 匀的滑线电阻代替这样，R1、R2、R3构成电桥的四个臂，适当调节 R1、R2、R3，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：123xRR RR 如 R2、R3换为均匀滑线电阻时，R2/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 R2/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 严格地说，交流电桥的平稳，应该是四个臂上的 阻抗的平衡，对交流电来说，电导池的两个电极相当于 一个电容器，因此，须在 R1上并联可变电容器 C1，以 实现阻抗平衡 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三、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）,BaSO4（AR） 四、操作步骤①调节恒温槽温度在（250.5）℃范围内 ②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 ③测定电导池常数测定 0.0200mol/L 的 KCl 溶液在 25℃的电导 G，求电导池常数④测定电导水的电导率，依次用蒸馏水、电导水洗电极及锥形瓶各 3 次在锥形水瓶中装入电导水，放入 25℃恒温槽恒温后测定水的电导，用电导池常数由式（Ⅱ）求G水水⑤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量 4BaSO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G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 ⑥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。

五、数据处理气压： 室温： 实验温度： 温度： 1.数据记录 表 1 实验数据记录表电导池常数水的电导率饱和溶液电导率参量次数标准溶液KClG/m-1cellKG水/(S·m-1)水G溶液/(S·m-1)溶液123平均值=cellK=水=溶液2.数据处理①根据实验所测 0.0200mol/L 的 KCl 溶液之电导及由附录查得该标准液在实验温KClG度下的值，由式（Ⅱ）计算电导池常数KClcellK②由= 计算水的电导率水cellKG水③由= 计算 BaSO4饱和溶液电导率溶液cellKG溶液④可由下式求得 4BaSO=- 4BaSO溶液水⑤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1 21 2（BaSO4） m⑥由式（Ⅰ）计算，计算溶度积 4BaSOc⑦计算溶解度将换算为 (因溶液极稀，设溶液密度近似等于水的密度， 4BaSOc 4BaSOb并设=1×10-3kg/m3便可换算)溶解度是溶解物质的质量除以溶剂质量所得的商，所以水BaSO4的溶解度为× 4BaSOb 4BaSOM六、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？ 2. 离子独立移动定律的关系式如何？ 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？4. 为什么BaSO4≈ BaSO4？mm七、附录：KCl 水溶液的电导率不同温度下 KCl 水溶液的电导率κ见表 2 表 2 不同温度下 KCl 水溶液的电导率κ/S·cm-1 T/℃0.01mol·L-1 0.02mol·L-1 0.10mol·L-115 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 350.001147 0.002243 0.01048 0.001173 0.002294 0.01072 0.001199 0.002345 0.01095 0.001225 0.002397 0.01119 0.001254 0.002449 0.01143 0.001278 0.002501 0.01167 0.001305 0.002553 0.01191 0.001332 0.002606 0.01215 0.001359 0.002659 0.01239 0.001386 0.002712 0.01261 0.001413 0.002765 0.01288 0.001441 0.002819 0.01313 0.001468 0.002873 0.01337 0.001496 0.002927 0.01362 0.001524 0.002981 0.01387 0.001552 0.003036 0.01412 0.001581 0.003091 0.01437 0.001609 0.003146 0.01462 0.001638 0.003201 0.01488 0.001667 0.003256 0.015130.003312 0.01539 。