電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度

1、實(shí)驗(yàn)10 電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;   1. 掌握電導(dǎo)法測定難溶鹽溶解度的原理和方法。    2. 學(xué)會電導(dǎo)率儀的使用方法。二、基本原理    第二類導(dǎo)體導(dǎo)電能力的大小，常以電阻的倒數(shù)表示，即電導(dǎo)：        (10.1)    式中G稱為電導(dǎo)，單位是西門子S、    導(dǎo)體的電阻與其長度成正比，與其截

2、面積成反比，即：        (10.2)    是比例常數(shù)，稱為電阻率或比電阻。根據(jù)電導(dǎo)與電阻的關(guān)系，則有：        (10.3)    k稱為電導(dǎo)率或比電導(dǎo)，它相當(dāng)于兩個(gè)電極相距1m，截面積為導(dǎo)體的電導(dǎo)，其單位是。    對于電解質(zhì)溶液，若濃度不同，則其電導(dǎo)亦不同。如取1mol電解質(zhì)溶液來量度，即可在給定條

3、件下就不同電解質(zhì)來進(jìn)行比較。1mol電解質(zhì)全部置于相距為1m的兩個(gè)電極之間，溶液的電導(dǎo)稱之為摩爾電導(dǎo)，以表示之。如溶液的濃度以C表示，則摩爾電導(dǎo)可以表示為：        (10.4)    式中m的單位是；C的單位是。m的數(shù)值常通過溶液的電導(dǎo)率k，經(jīng)(10.4)式計(jì)算得到。而k與電導(dǎo)G有下列關(guān)系，由(10.3)式可知：     (10.5)    對于確定的電導(dǎo)池來說，是常數(shù)，稱為電導(dǎo)池常數(shù)。電

4、導(dǎo)池常數(shù)可通過測定已知電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)(或電阻)來確定。    溶液的電導(dǎo)常用惠斯頓電橋來測定，線路如圖10.1所示。其中S為信號發(fā)生器；R1、R2和R3是三個(gè)可變電阻，Rx為待測溶液的阻值；H為檢流計(jì)，C1是與R1并聯(lián)的一個(gè)可變電容，用于平衡電導(dǎo)電極的電容。測定時(shí)，調(diào)節(jié)R1、R2、R3和C1，使檢流計(jì)H沒有電流通過。此時(shí)，說明B、D兩點(diǎn)的電位相等，有下面的關(guān)系式成立：        (10.6)    Rx的倒數(shù)即為該溶液的電

5、導(dǎo)。    本實(shí)驗(yàn)測定硫酸鉛的溶解度。直接用電導(dǎo)率儀測定硫酸鉛飽和溶液的電導(dǎo)率(K溶液)和配制溶液用水的電導(dǎo)率(K水)。因溶液極稀，必須從溶液的電導(dǎo)率(K溶液)中減去水的電導(dǎo)率(K水)，即為：    K硫酸鉛=K溶液-K水 (10.7)    根據(jù)10.4式，得到：        (10.8)    式中：C是難溶鹽的飽和溶液的濃度。由于溶液極稀，m可視為m

6、。因此：        (10.9)    硫酸鉛的極限摩爾電導(dǎo)可以根據(jù)數(shù)值求得。因溫度對溶液的電導(dǎo)有影響，本實(shí)驗(yàn)在恒溫下測定。    電導(dǎo)測定不僅可以用來測定硫酸鉛、硫酸鋇、氯化銀、碘酸銀等難溶鹽的溶解度，還可以測定弱電解質(zhì)的電離度和電離常數(shù)，鹽的水解度等。三、儀器和試劑    儀器：恒溫槽，電導(dǎo)率儀，電爐一個(gè)，錐形瓶兩只，試管三支，電導(dǎo)電極。    試劑

7、：二次蒸餾水配制四、操作步驟    1. 調(diào)節(jié)恒溫槽溫度至25±0.1    2. 測定電導(dǎo)池常數(shù)    用少量標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液洗滌電導(dǎo)電極兩次，將電極插入盛適量溶液的試管中，液面高于電極2毫米以上。將試管放入恒溫槽內(nèi)，恒溫十分鐘后，測定其電導(dǎo)率，然后換溶液再測兩次，求其平均值。    3. 測定硫酸鉛溶液的電導(dǎo)率    將約1克固體硫酸鉛放入200毫升錐形瓶中，加入約100毫升二次蒸餾水

8、，搖動并加熱至沸騰。倒掉清液，以除去可溶性雜質(zhì)，按同法重復(fù)兩次、再加入約100毫升重蒸餾水，加熱至沸騰使之充分溶解。然后放在恒溫槽中，恒溫20分鐘使固體沉淀，將上層溶液倒入一個(gè)干燥的試管中，恒溫后測其電導(dǎo)率，然后換溶液再測定兩次，求其平均值。    4. 測定重蒸餾水的電導(dǎo)率    將配制溶液用二次蒸餾水約100毫升放入200毫升錐形瓶中，搖動并加熱至沸騰，趕出CO2后，取約10毫升蒸餾水放入一個(gè)干燥的試管中，待恒溫后，測定其電導(dǎo)率三次，求其平均值。五、結(jié)果與討論    氣壓

9、_ 室溫_ 實(shí)驗(yàn)溫度_    1. 電導(dǎo)池常數(shù)的測定    氯化鉀溶液的濃度_ 氯化鉀溶液的電導(dǎo)率_    表10.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品電導(dǎo)率測量數(shù)據(jù)表     次數(shù)電導(dǎo)率電導(dǎo)池常數(shù)1  2  3  電導(dǎo)池常數(shù)平均值：    2. 重蒸餾水的電導(dǎo)率    表10.2 重蒸餾水電導(dǎo)率測量數(shù)據(jù)表次數(shù)電導(dǎo)率平均值

10、1  2 3     3. 硫酸鉛溶解度的測定    表10.3樣品電導(dǎo)率測量數(shù)據(jù)表        溶解度的平均值：六、注意事項(xiàng)    1實(shí)驗(yàn)中溫度要恒定，測量必須在同一溫度下進(jìn)行。    2每次測定前，都必須將電導(dǎo)電極及電導(dǎo)池洗滌干凈，以免影響測定結(jié)果。七、思考題    1. 為什么要測定電導(dǎo)池常數(shù)？    2. 本實(shí)驗(yàn)是否可以用直流電橋？為什么？    3. 查一下物理化學(xué)手冊上的PbSO4溶解度，和實(shí)驗(yàn)值比較，計(jì)算相對誤差。為什么會產(chǎn)生誤差？八、參考文獻(xiàn)    5. 復(fù)旦大學(xué)編，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，第二版，1993年，高等教育出版社。