电导法测难溶盐

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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

,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

,用电导池常数由式(Ⅱ)

求κ

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

KCl

G

cell

K/

m-1

G

κ

/(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

cell

K=1.137 κ

=3.39×10-4κ溶液=5.48×10-3κ溶液= 5.37×10-3

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