7.电导法测定难溶盐的溶解度(1)

电导法测定难溶盐的溶解度

一、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.掌握电导率仪的使用方法 二、基本原理

第二类导体导电能力的大小，常以电阻的倒数表示， 即电导：

G=

1R

(1)

式中G称为电导，单位是西门子S、 导体的电阻与其长度成正比，与其截面积成反比，即: R=ρ

lA

(2)

ρ 是比例常数，称为电阻率或比电阻。 根据电导与电阻的关系，则有：G=κ

⎛A⎫

⎪ ⎝l⎭

(3)

导体

k称为电导率或比电导κ=1/ρ，它相当于两个电极相距1m

，截面积为的电导，其单位是

。

对于电解质溶液，若浓度不同，则其电导亦不同。如取1mol电解质溶液来量度，即可在给定条件下就不同电解质来进行比较。1mol电解质全部置于相距为1m的两个电极之间，溶液的电导称之为摩尔电导，以Λ表示之。如溶液的浓度以C表示，则摩尔电导可以表示为： Λm= 式中Λm

的单位是

；C的单位是

κc

(4)

。Λm的数值常通过溶液的电导

⎛l⎫

⎪ A⎝⎭

率k，经(10.4)式计算得到。而k与电导G有下列关系，由(10.3)式可知：κ=G 或 κ=

1R∙lA

（5）

对于确定的电导池来说，l/A是常数，称为电导池常数。电导池常数可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导(或电阻)来确定。

本实验测定硫酸钡的溶解度。直接用电导率仪测定；硫酸钡饱和溶液的电导率(κ

溶液

)和配制溶液用水的电导率(κ

水

)。因溶液极稀，必须从溶液的电导率

(κ

溶液

)中减去水的电导率(κ

水

)，即为：

κBbso=κBbso

4

4溶液

-κH2O

根据（4）式，得到：

ΛmBaSO

4

=

κBaSO

C

4

式中：C是难溶盐的饱和溶液的浓度。由

于溶液极稀，Λm可视为Λm∞。

ΛmBaSO

∞

4

因此：

=

κBaSO

C

4

硫酸钡的极限摩尔电导可以查表得。因温度对溶液的电导有影响，本实验在恒温下测定。 三、仪器和试剂

仪器：恒温槽，电导率仪，电炉一个，锥形瓶两只，试管三支，电导电极。 试剂：0.01mol/l标准氯化钾溶液，BaSO4（A.R.）,电导水。 四、操作步骤

1. 调节恒温槽温度至25±0.1℃。 2.测定电导池常数

用少量0.01mol/L KCl溶液浸洗电导电极两次,将电极插入盛有适量0.01mol/L KCl溶液的锥形瓶中,液面应高于电极铂片2mm以上.将锥形瓶放入恒温槽内,十分钟后测定电导,然后换溶液再测定两次,求平均值。

3.测定BaSO4溶液的电导率

将约1g固体BaSO4放入200mL锥形瓶中,加入约100mL重蒸馏水,摇动并加热至沸腾.倒掉清液,以除去可溶性杂质.按同样方法重复两次.再加入约100mL重蒸馏水,加热至沸腾,使之充分溶解.然后放在恒温槽中,恒温20分钟使固体沉淀,将上层溶液倒入一干燥的锥形瓶中(溶液中不能含有任何悬浮物,否则将影响实验结果,为什么 ),恒温后测其电导,然后换溶液再测两次,求平均值.。

注意事项：

1.饱和溶液必须经三次煮沸制备，以除去可溶性杂质。 2.电解质溶液电导的温度系数较大,温度变化1℃,温度系数改变约2%.所以,测量时应注意 保持恒温条件.

3.铂黑电极上的溶液不能擦，用滤纸吸，以免破坏电极表面积。电极不用时，应保存在蒸馏水中不可使之干燥，防止电极干燥老化。

4. 测水及溶液电导前，电极要反复冲洗干净，特别是测水前。

五、实验数据记录

室温：16.8 大气压：99.40 kpa 0.01mol/l KCl溶液的电导率

（1）1.344*10-3 S/cm （2）1.345*10-3 S/cm （3）1.345*10-3 S/cm 平均值：1.3446*10-3 S/cm 饱和BaSO4 溶液的电导率

（1）6.71*10-6 （2）6.70*10-6 （3）6.70*10-6 平均值：6.703*10-6 S/cm 蒸馏水的电导率

（1）3.90*10-6 （2）3.91*10-6 （3）3.91*10-6 平均值：3.906*10-6 S/cm 六、数据处理 1、电导池常数的计算

查表 得 25℃ 0.01mol/L KCl标准溶液的电导率 Κ标=1.4083*10-3

电极的电导池常数 Κcell=Κ标/D表=（1.4083*10-3 S/cm） /（1.345*10-3 S/cm）=1.047

2、饱和BaSO4 溶液溶解度的计算

κpbso=κpbso

4

4溶液

-κH2O=6.703*10-4－3.906*10-4=2.797*10-4 （S/m）

∞m

由

查文献知 Λ

∞m

由于溶液极稀，Λm可视为 Λ

（1//2BaSO4）=1.434*10

-2

(S*m2*moL-1)

C（1//2BaSO4）=κ

BaSO4

-4-2

/Λ∞（1//2BaSO4）=2.797*10/1.434*10 m

=1.950*10-2(mol*m-3)

C（BaSO4）=1/2 C（1//2BaSO4）=0.975*10-2(mol*m-3)=0.975*10-5(mol*L-1)

查文献 知 饱和BaSO4 溶液溶解度 1.04*10-5mol/L

相对误差为 （0.975*10-5(mol*L-1)- 1.04*10-5mol/L）/1.04*10-5mol/L=0.0625

七、结果分析与问题讨论 1.结果分析：

所测结果比文献值小，可能有以下几个原因； 实验时间过长，BaSO4 已有部分析出。

恒温槽温度波动较大，给测量带来较大的误差。

2、饱和的BaSO4 溶液中不能含有任何悬浮物，为什么？

悬浮物相当于一个晶种，当溶液中的BaSO4附着于悬浮物上时，形成大颗粒，,大颗粒的溶解度低，因此沉淀大量析出，变成不饱和溶液，这样测得的电导率将偏低。

电导法测定混合电解质NaCI和KCI水溶液的活度系数

一、实验目的

1、了解电导法测定电解质溶液的活度系数方法。 2、会利用Debye—Hiicker和Osager—Falkenlagen公式计算混合电解质在水中的平均活度系数

二、实验原理

电解质在水溶剂中的活度系数是溶液热力学研究的基本和重要的参数，它集中反映了在指定溶剂中离子之间及离子与溶剂分子之间的相互作用．对离子溶剂化、离子缔合及溶液结构改变的理论研究及其应用具有重要的意义．电解质水溶液组分活度系数的研究在海洋化学、盐湖化学、污染控制等领域中有着重要的意义，电解质活度系数理论既是国内外溶液热力学理论研究的热点，又是重要的电化学研究领域，同时也是含盐溶液蒸馏、湿法冶金、生物化工等工程上的需要，研究电解质溶液的离子平均活度系数对于制盐工业、海水淡化等过程工艺的设计和开发非常重要．在海湖井矿盐的制备中，如何测定盐溶液的活度是一个必须解决的问题，而盐溶液活度的测定实质上就是测定盐水溶液组分的活度系数，在测定电解质溶液活度系数时一一般采用电动势法 ，电导法 相对于其它方法来说具有仪器简单、操作方便等优点．

在盐湖卤水中，含有丰富的混合电解质NaC1和KC1，本实验应用电导法 在293K温度测定了混合电解质NaC1和KC1在水溶剂中的电导率，利用Debye—

Hiicker和Osager—Falkenlagen公式计算了NaC1和KC1在水中的平均活度系数，为海湖盐水溶液的研究提供了基础热力学数据． （1）根据A=(K液一K剂)×10 ／C公式，计算混合电解质NaC1和KC1的摩尔电导率Λ。

（2）应用Kohlrausch经验规则：Λ=Λ∞*【1-sqrt（c)】，以A～ sqrt（c）作图，使用Origin软件进行线性拟合，外推得到混合体系溶液的无限稀释摩尔电导率Λ∞

（3）根据lgγ± =a(Λ—Λ∞)一lg(1+0．001vmM )公式 计算混合电解质NaC1和KC1水溶液的活度系数。注：上式只适用于非缔合式电解质溶液且溶液浓度在0．1 mol／L以下，其中M=18．0l(g／mo1)，v为电解质正负离子数目的总和，m为电解质溶液的质量摩尔浓度，a查文献可得。

由上述三个公式即可求得电解质溶液的活度系数。

三、实验仪器与药品

电导率仪一台、恒温水浴装置一套，容量瓶 500ml（1只），250ml（5只） KC1（A.R.），NaC1（A.R.），电导水。 四、实验步骤

(1) 调节恒温槽的温度为250C。

（2）混合电解质NaC1和KC1水溶液的配置

用分析天平分别准确称量一定量的NaC1和KC1固体，配置成NaC1和KC1水溶液的质

量摩尔浓度分别为0.001mol/kg,0.002mol/kg, 0.004mol/kg,0.008mol/kg, 0.016mol/kg。

（3）测定混合电解质NaC1和KC1水溶液和水溶剂的电导率

用电导率仪测量混合电解质NaCI和KCI水溶液和水溶剂的电导率，其中溶液电导率的测量使用铂黑电导电极，而水溶剂则采用光亮铂电导电极测量，实验过程中电导电极放在密闭的电极管中，以防溶剂挥发、浓度改变． (4) 溶剂水的介电常数及粘度查文献可得． 五、实验数据记录

室温：20.2 0C 大气压：99.98 kPa

六、数据处理

0.0135

0.0130

λ

0.0125

0.0120

0.0115

0.0110

sqrt(c)

根据lgγ± =a(Λ—Λ∞)一lg(1+0．001vmM )公式 计算混合电解质NaC1和KC1水溶液的活度系数

七、结果分析与问题讨论

为什么溶液的电导率测量要用铂黑电导电极，而水溶剂则采用光亮铂电导电极测量？（老师，请帮忙解答一下）

电导法测定食盐中氯化钠的含量

一、 实验目的

1、掌握电导滴定的原理。

2、学会用电导滴定法测定食盐中氯化钠的含量

二、 实验原理

电解质溶液的电导率与溶液中的离子多少、离子本性及温度有关。在一定温度下，如果离子的浓度、组成改变，电导率也将改变。滴定过程就是溶液中的离子浓度和组成改变的过程，也是溶液电导率改变的过程，电导率滴定法就是以溶液电导率的转折点作为化学反应终点的分析方法，该法适用于混浊、有色样品的测定。

本实验中用AgNO3溶液滴定食盐中的氯化钠，在滴定过程中，起初溶液的电导率变化不大，超过终点后，由于溶液中有过量的盐存在。点奥率很快增大。以电导率为纵坐标，加入的AgNO3溶液为横坐标作图，可通过两直线的交点求得滴定终点。

三、 实验仪器和药品 电导率仪一台，磁力搅拌器，碱式滴定管及滴定架，容量瓶500ml （2只），250ml（1只），锥形瓶3只，25ml 移液管 2支。

食盐样品（市售），5% 铬酸钾指示剂，0.05mol/L AgNO3溶液

四、 操作步骤

1、用分析天平称量食盐样品2.8564g 左右配成500ml 溶液，用此溶液进行国标法测定，求得食盐中氯化钠的含量。

2、取上述溶液25ml配成500ml 溶液后，取50ml于锥形瓶中，插入已校正好的电导率仪的电极，每滴入0.5ml AgNO3溶液记录一次数据，再测一次，求得平均值。

五、 实验数据记录

室温：19.7 0

C 大气压：99.96 kPa

AgNO3体积 溶液电导率 0.5 5.65E-4 1 5.68E-4 1.5 5.63E-4 2 5.57E-4 2.5 5.51E-4 3 5.47E-4 3.5 5.41E-4 4 5.34E-4 4.5 5.27E-4 5 5.21E-4 5.5 5.39E-4 6 5.91E-4 6.5 6.35E-4 7 6.92E-4 7.5 7.37E-4

六、数据处理

AgNO3体积0.5 5.72E-4 1 5.66E-4 1.5 5.6E-4 2 5.52E-4 2.5 5.46E-4 3 5.39E-4 3.5 5.33E-4 4 5.27E-4 4.5 5.21E-4 5 5.15E-4 5.5 5.38E-4 6 5.91E-4 6.5 6.24E-4 7 6.81E-4 7.5 7.22E-4

8

7.75E-4溶液电导率

0.00075

电导率/(S*cm-1)

0.00070

0.00065

0.00060

0.00055

0.00050

AgNO3体积/ml

电导率（s/cm）

硝酸银体积/ml

七、

结果分析与问题讨论

1.电导滴定法与指示剂法相比，有何优点?

电导滴定是通过溶液电导变化的转折来确定终点的，灵敏快速，即使某些盐在终点附近由于水解终点不甚明确，也可通过两条直线的交点来确定终点，特别适合混浊有色样品的测定，而指示剂法，由于本身的颜色与沉淀的颜色混合，造成观察终点颜色的视觉误差较大，从而增大的实验误差。

参考文献

[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬.物理化学(下册)[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2]黄子卿.电解质溶液理论导论(修订版)[M].北京:科学出版社,1983.82-83;105-106.

[3]王卫东.邵莉华. 电导法测定混合电解质NaCI和KCI水溶液的活度系数.商丘师范学院学报,2007,23(6):83-86 [4] 王卫东，张云．电导法测定HC1在H：0和DMF混和溶剂中的活度系数[J]．化学通报(网络版)，2005，68(1)：w012

[5]孙尔康,张剑荣.物理化学实验.南京大学出版社.