电导法测难溶盐

齐齐哈尔大学

实验报告

题目：电导法测定难溶盐的溶度积学院：＿＿

专业班级：＿＿＿＿＿＿学生姓名：___＿＿

同组者姓名：

成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

2013 年 10 月 27 日

实验二 电导法测定难溶盐的溶度积

实验目的

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BaSO 4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BaSO 4、PbSO 4、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m Λ与难溶盐的无限稀释溶液中的摩尔电导率m ∞Λ是近似相等的，即

m Λ≈m ∞Λ

m ∞Λ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得。

在一定温度下，电解质溶液的浓度c 、摩尔电导率m Λ与电导率κ的关系为

m c

κ

Λ=

（Ⅰ）m Λ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。

电导率κ与电导G 的关系为

κ=

l

A

G=cell K G （Ⅱ） 电导G 是电阻的倒数，可用电导仪测定，上式的K cell =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cell K 值（不同浓度的KCl 溶液在不同温度下的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κ溶液实际上是盐的正、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

κ溶液=κ盐+κ水 （Ⅲ）

因此，测定κ溶液后，还必须同时测出配制溶液所用水的电导率κ水 ，才能求得κ盐。

测得κ盐后，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R x 为电导池两极间的电阻。R 1、R 2、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R 2、R 3可用均匀的滑线电阻代替。这样，R 1、R 2、R 3构成电桥的四个臂，适当调节R 1、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：

12

3

x R R R R =

如R 2、R 3换为均匀滑线电阻时，R 2/R 3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/R 3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R 1 上并联可变电容器C 1，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。

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), PbSO 4(AR)。

操作步骤

1、调节恒温槽温度在（25±0.5）℃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。同样方法制备PbSO4饱和溶液。

3、测定电导水的电导率κ

水

，依次用蒸馏水、电导水洗电极及锥形瓶各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G

水

，用电导池常数由式（Ⅱ）

求κ

水

。

4、测定25℃饱和BaSO

4溶液的电导率

4

BaSO

κ。将测定过水的电导电极和锥形瓶用少

量BaSO

4饱和溶液洗涤3次，再将澄清的BaSO

4

饱和溶液装入锥形瓶，插入电导电极，测

定的G

溶液计算κ

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。

5、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×

数据处理

气压：101kPa 室温：27℃实验温度： 25℃温度：25℃

1.数据记录

参量

次数

电导池常数水的电导率饱和溶液电导率

（PbSO4）

饱和溶液电导率（BaSO4）

标准溶

液

KCl

G

cell

K/

m-1

G

水

κ

水

/(S·m-1) G

溶液

κ

溶液

/(S·m-1) G

溶液

κ

溶液

/(S·

m-1)

1 1.137 2.92×10-4 3.32×10-4 4.76×10-3 5.41×10-34．44×10-3 5.08×10-3

2 3.00×10-43．41×10-4 4.86×10-

3 5.53×10-3 4.55×10-3 5.73×10-3

3 3.02×10-

4 3.43×10-4 4.83×10-3 5.49×10-3 4.65×10-3 5.29×10-3平均

值

cell

K=1.137 κ

水

=3.39×10-4κ溶液=5.48×10-3κ溶液= 5.37×10-3