弱电解质电离常数和难溶盐溶解度测定
《物理化学实验》讲义 第三部分 实验 德州学院化学系 王敦青
弱电解质电离常数和难溶盐溶解度测定 一、实验目的
1. 了解溶液电导及电导率的基本概念,掌握电导率仪的使用方法。 2. 掌握溶液电导率的测定及应用。
3. 测定弱电解质(HAc)的电导率,计算醋酸的电离常数Kc。
4. 测定难溶盐BaSO的电导率,计算BaSO的溶度积Ksp。 44
二、实验原理
1.弱电解质电离常数的测定
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K与原始浓度C和电离度α有以下关系: C
在一定温度下K是常数,因此可以通过测定AB型弱电解质在不同浓度时的电离度α代入上式求出C
K。 醋酸溶液的电离度可用电导(率)法来测定。 CAG,,溶液电导(G)的大小与两电极之间的距离(l)成反比,与电极的面积(A)成正比: l式中:l/A为电导池常数,以K
示,电导池常数K已标出,不需测定; cellcell2κ为电导率,其物理意义:在两平行而相距1m,面积均为1m的两电极间,电解质溶液的电导称为
-1-1该溶液的电导率,其单位以SI制表示为S?m(c?g?s制表示为S?cm)。 溶液的摩尔电导率是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导。以Λ表示,m2-12-1其单位以SI单位制表示为S?m?mol(以c?g?s单位制表示为s?cm?mol)。
,摩尔电导率与电导率的关系: ,,m C-3式中,C为该溶液的浓度,其单位以SI单位制表示为mol?m。
对于弱电解质溶液来说,可以认为: ,m,,, ,m
是溶液在无限稀释时的摩尔电导率(极限摩尔电导率)。
对于弱电解质HAc,可由离子独立运动定律求得
把上代入电离常数表达式可得:
或 以CΛ对作图,其直线的斜率为, 如知道值,就可算出K。 mC
+_????已知,Λ=λ(H)+λ(Ac), λ为常数,可查:P381表V-5-29 水溶液中离子的极限摩尔电mmmm+2_2??-1-1导率。 18?:λ(H)=315 s?cm?mol λ(Ac)=32.5 s?cm?mol mm+2_2??-1-1 25?:λ(H)=349.8 s?cm?mol λ(Ac)=40.9 s?cm?mol mm
2. BaSO饱和溶液溶度积(K)的测定 4SP
利用电导法能方便地求出微溶盐的溶解度,再利用溶解度得到其溶度积值。BaSO的溶解平衡可表示42+2+22-2-为: BaSO==Ba+SO Ksp=C(Ba)×C(SO)=C 444
微溶盐的溶解度很小,饱和溶液的浓度则很低,所以(3)式中Λ可以认为就是( BaSO),C为饱和m4 溶液中微溶盐的溶解度。
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《物理化学实验》讲义 第三部分 实验 德州学院化学系 王敦青
κ(盐)是纯微溶盐的电导率,通过实验测定。注意在实验中所测定的饱和溶液的电导率值为盐 与水的电导率值之和: κ(溶液)= κ(HO)+ κ(盐) 2
则κ(BaSO)=κ(水溶液)-κ(纯水) 4
这样,整个实验可由测得的微溶盐饱和溶液的电导率用上式求出κ(BaSO),利用 42求出溶解度C,最后求出K=C。 SP
三、仪器药品
1.仪器:电导率仪: DDSJ-308,DDSJ-308A; 电导电极(DJS-1型) 容量瓶
烧杯:100 mL 移液管(25mL、50mL) 洗瓶 洗耳球 -3-32.药品: 0.1mol?dmHAc溶液; (100mol?mHAc溶液) BaSO(分析纯)。 4
四、实验步骤
-51.HAc电离常数的测定 (已知:K=1.76×10,Pka=4.75) A
-3(1)配制浓度为原始醋酸(0.1mol?dm)浓度的 1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,的溶液,如若配制50ml,则取原
-3始醋酸(0.1mol?dm) 25 ml,加入25 ml水;依次类推。
(2)测定电导水(蒸馏水)的电导(率)
(3)测定HAc溶液的电导(率):按照浓度由大到小的顺序,测定HAc溶液的电导(率)。
(注意:溶液应晃动,混合均匀,烧杯不应取走,保证电导池上的液体不流失) 2.BaSO饱和溶液溶度积K的测定: 4SP
(1)配制饱和的BaSO水溶液; (2)测定电导水(蒸馏水)的电导率; 4
(3)测定饱和的BaSO溶液的电导率。由离子独立运动定律求出摩尔电导率,进而求出浓度和溶度积 4
五、数据
与处理 :大气压: ;室温: ;实验温度: 。 1、醋酸溶液的电离常数 HAc原始浓度: 。
1/2
1/4
1/8
1/16
1/32
按
(6)以CΛ对作图应得一直线,直线的斜率为,由此求得K,并与理论结果进行mC 比较。
2、BaSO 的溶度积常数K κ( 蒸馏水): ;κ(饱和溶液): 4SP
К(水) -1S?m
2