实验六化学平衡常数及分配系数的测定

实验六 化学平衡常数及分配系数的测定

一、实验目的

测定I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数k 以及反应I 2+KI=KI 3的平衡常数K C 。

二、实验原理

在恒温、恒压下I 2和KI 在水溶液中建立如下平衡：

I 2+KI=KI 3 （1）

为了测定平衡常数，应在不扰动平衡状态的条件下，测定平衡组成。当上述反应达到平衡时，若用Na 2S 2O 3标准溶液来滴定溶液中I 2的浓度，则随着I 2的消耗，平衡将向左移动，使KI 3继续分解，最终只能测得溶液中I 2和KI 3的总量。为了测定I 2的单独浓度，可在上述溶液中加入CCl 4，然后充分摇匀。由于KI 和KI 3均不溶于CCl 4，只有I 2既可溶于CCl 4也可溶于H 2O ，当温度和压力一定时，上述化学平衡及I 2在CCl 4层和H 2O 层中的分配平衡同时建立。

设a ——平衡时H 2O 层中的2I C

a ’——平衡时CCl 4层中2I C

b ——平衡时H 2O 层中32KI I C C +

c ——KI 溶液初浓度

实验测得分配系数k 及CCl 4层中I 2浓度a ’后，根据k=a ’/a 即可求得H 2O 层中I 2的单独浓度a 。再从已知c 及测得的b ，即可计算（1）式的平衡常数。

][23

）（a b c a a b C C C K KI I KI C ---== 三、仪器和试剂

恒温槽一套；250ml 碘量瓶3个；50ml 移液管3支；10ml 移液管2支；250ml H 2O 层 （稀KI 层） CCl 4层 H 2O 层 （稀KI 层） CCl 4层

II 、III 号样 I 号样

三角锥瓶4个；碱式滴定管2支；10ml量筒1个，25ml量筒1个；5ml量杯2个；50ml小烧杯1个。

0.005M Na2S2O3标准溶液；0.1MKI标准溶液；

0.04M I2的CCl4溶液；纯CCl4；1%淀粉溶液。

四、实验步骤

1、按表列数据，将样品溶液配于碘量瓶中。

2、将配好的溶液置于30℃的恒温槽内，恒温1.5小时。恒温期间，每隔10分钟振荡一次，如要取出槽外振荡，每次不要超过半分钟，以免温度改变，影响结果。最后一次振荡后，待两液层充分分离后，按表列数据吸取样品进行分析。

3、析水层时，用Na2S2O3滴至淡黄色，再加2ml淀粉溶液作指示剂，然后仔细滴至蓝色刚好消失。

4、吸取CCl4层样品溶液，（为了不让水层样品溶液进入移液管，用吸耳球边向移液管吹气通过水层而插入CCl4层），放入盛有10ml蒸馏水的三角锥瓶中。加入少许固体KI，以保证CCl4层中的I2完全提取到水层中，然后加入2ml淀粉溶液。细心地滴至水层蓝色消失，CCl4层不再呈紫红色。滴定后和未用完的CCl4层溶液皆应倾入回收瓶。

五、数据记录及处理

数据记录如下表：

槽温：17.3℃Na2S2O3溶液浓度：0.01mol/L

KI溶液浓度：0.1mol/L

数据处理：

1、计算30℃时I2在CCl4层和水层的分配系数k。

2、计算30℃时反应（1）的平衡常数K C。

六、思考题

1、测定平衡常数和分配系数为什么要求恒温？

温度影响化学平衡的移动，使反应达到新的平衡，改变平衡常数与分配系数。

2、配制溶液时，哪些试剂需要准确计量其体积，为什么？

KI溶液，需要计算KI溶液的初浓度；

3、配制I、II、III号溶液进行实验的目的何在？根据本实验的结果能否判断反应已达平衡？

I号用来测定分配系数K；由II、III号中，a=a’/K, b由水层Na2S2O3消耗量可求，即可求得Kc.

附录：

文献数据：K C（25℃）=714.3；K C（30℃）=638.43；K C（35℃）=527.70