实验十离子交换法测定PbCl2溶度积

实验十 离子交换法测定PbCl 2溶度积

【目的要求】

1. 了解离子交换树脂的性质和使用方法。

2. 学习用离子交换法测定难溶电解质的溶解度和溶度积。

3. 熟练掌握酸碱滴定的基本操作。

【基本原理】

离子交换树脂是分子中含有活性基团并能与其它物质进行离子交换的高分子化合物。含有酸性基团而能与其它物质进行阳离子交换的树脂称为阳离子交换树脂；含有碱性基团且能与其它物质交换阴离子的树脂称为阴离子交换树脂。根据离子交换树脂这一性，广泛应用于水的净化和离子的分离测定。

本实验采用强酸型阳离子交换树脂，在进行Pb 2+交换前，首先将所用树脂转型，即将钠型阳离子交换树脂转换为氢型树脂，然后进行离子交换。

+

-+H Na RSO 3++-+Na H RSO 3 ++-+23Pb H RSO ++-+H Pb RSO 2)(223

显然，经过交换后，从离子交换柱中流出酸性溶液，用NaOH 标准溶液进行滴定，根据所消耗NaOH 标准溶液的体积，计算PbCl 2饱和溶液的浓度和实验溶度积常数K sp 。

H + + OH - H 2O

1molPb 2+ ～ 2molH + ～ 2molNaOH

根据等物质量反应规则

c （PbCl 2）·V （PbCl 2）= c （2NaOH ）·V （NaOH ）

c （PbCl 2）·V （PbCl 2）=1/2 c （NaOH ）·V （NaOH ）

∴)

()()(21)(22PbCl V NaOH V NaOH c PbCl c •=

在一定温度下的饱和溶液中：

[Pb 2+]=S （mol ·L -1）

[Cl -]=2S （mol ·L -1）

K sp = [Pb 2+][Cl -]2 = S ×（2S ）2 = 4S 3

【仪器和药品】

离子交换柱，锥形瓶，移液管，温度计，碱式滴定管，长玻璃棒，pH 试纸，15～20目强酸型阳离

子交换树脂，溴百里酚蓝指示剂，PbCl2饱和溶液，0.1mol·L-1NaOH标准溶液，2mol·L-1HCl溶液，2mol·L-1HNO3溶液。

【实验步骤】

1. 洗涤与装柱将用2mol·L-1HNO3溶液浸泡30分钟的离子交换树脂经水洗至中性后，装入容积为50ml的离子交换柱内。操作时应注意将树脂连同浸泡液一起注入交换柱，并使树脂高度为柱体的2/5。装柱过程中，注意树脂层不应有气泡。若出现气泡，可用一长玻璃棒伸入柱内树脂层上下搅动，将气泡导出。

2. 交换测量并记录PbCl2饱和溶液的温度。准确量取20.00mlPbCl2饱和溶液于交换柱内，为使离子交换完全。控制交换柱流出液的速度为每分钟20～50滴，不宜太快。用锥形瓶承接流出液，等PbCl2饱和溶液液面略高于树脂面时，用约25ml蒸馏水分数次洗涤离子交换树脂，以保证交换出的H+全部被洗出。流出液一并承接于锥形瓶中，注意在交换和洗涤过程中勿使流出液丢失。

3. 滴定流出液中加溴酚蓝指示剂2～3滴，用0.1mol·L-1NaOH标准溶液滴定至溶液由黄色变为蓝色（pH=6.5～7），即为滴定终点。记录NaOH溶液所消耗的体积。根据上式求出PbCl2的K sp。

4. 树脂再生将交换柱内树脂倾入2mol·L-1HNO3溶液中，使其浸泡转型，以备重复使用。【问题讨论】

若准确量取PbCl2饱和溶液和混悬液，溶液中固体PbCl2对实验结果有何影响。

【附注】

PbCl2饱和溶液将过量PbCl2（分析纯）溶于煮沸除去CO2的水中，充分搅动并放置，使溶解达到平衡，然后用定量滤纸过滤。（所用漏斗和容器必须是干燥的）。离子交换柱可用滴定管代替，但底部应填入少量脱脂棉。