电导法测定硫酸钡的溶度积课件.ppt

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1、电导法测定硫酸钡电导法测定硫酸钡的溶度积的溶度积基础化学实验I（无机化学与化学分析实验）化学国家级实验教学示范中心化学国家级实验教学示范中心NorthwestUniversity1、BaSO4饱和溶液饱和溶液的制备的制备-首次训练首次训练2、电导率仪电导率仪的使用的使用-首次训练首次训练3、离心机离心机的使用的使用-巩固练习巩固练习实验技能训练要点一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、结果与讨论五、实验延伸六、思考题一、实验目的一、实验目的1.了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和方法。方法。2.学习电导率仪的使用。学习电导率仪的使用。二、实验原理二、实

2、验原理通通过过测测定定难难容容电电解解质质溶溶液液的的电电导导或或电电导导率率，根根据据电电导导或或电电导导率率与与浓浓度度的的关关系系，计计算算出出难难溶溶电电解解质质的的溶溶解解度度而而计计算出溶度算出溶度积积。G G=(1)=(1)1.电导和电导率电导和电导率电电解解质质溶溶液液的的导导电电能能力力大大小小，可可以以用用电电阻阻R或或电电导导G来表示，两者互为倒数：来表示，两者互为倒数：R或或R=(2)在在一一定定温温度度下下，两两电电极极间间溶溶液液的的电电阻阻与与两两电电极极间间的距离的距离(l)成正比，与电极面积成正比，与电极面积(A)成反比：成反比：为为比比例例常常数数，称称为为

3、电电阻阻率率，它它的的倒倒数数称称为为电电导导率率，以以K表示。表示。K=，单位为，单位为Sm-1。由由(1)(1)和和(2)(2)式可得：式可得：G G=K K 或或 K K=G G (3)(3)电电导导率率表表示示相相距距1m，面面积积为为1m2的的两两个个电电极极之之间间的电导。式中的的电导。式中的称为电极常数或电导池常数。称为电极常数或电导池常数。由于实际应用中的由于实际应用中的G 单位太大，因此采用毫西单位太大，因此采用毫西(ms)或微西或微西(s)，而，而m则采用则采用cm表示，即表示，即1sm-1=103mscm-1=106scm-1。0=(sm2mol-1)(4)2.摩尔电导摩

4、尔电导(率率)和溶度积和溶度积在在一一定定温温度度下下，相相距距1m的的两两个个平平行行电电极极之之间间，含含有有1mol电电解解质质溶溶液液的的电电导导，称称为为摩摩尔尔电电导导(或或摩摩尔尔电电导率导率)，以，以0(希腊字母，名称希腊字母，名称Lambulla)表示，即表示，即硫硫酸酸钡钡的的溶溶解解度度很很小小，其其饱饱和和溶溶液液可可以以看看成成是是无无限限稀稀释释的的溶溶液液，因因而而溶溶液液中中离离子子之之间间的的相相互互影影响响可可以以忽忽落落不不记记，所所以以溶溶液液的的摩摩尔尔电电导导(率率)0可可以以认认为为是两种离子摩尔电导之和：是两种离子摩尔电导之和：0(BaSO4)=

5、0(Ba2+)+0(SO42-)(5)c(BaSO4)=(moldm-3)(6)一些离子的一些离子的0可以从物理化学手册或化学手册中可以从物理化学手册或化学手册中查得，因此只要测得查得，因此只要测得BaSO4饱和溶液的电导率或电导饱和溶液的电导率或电导,利用利用(4)式就能算出式就能算出BaSO4的浓度的浓度(即溶解度即溶解度)而算出其而算出其溶度积：溶度积：在在BaSO4的饱和溶液中，存在着下列平衡：的饱和溶液中，存在着下列平衡：BaSO4(s)Ba2+SO42-在一定温度下，其溶度在一定温度下，其溶度积为积为Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)c(SO42-)=c2(BaSO4)(7)但在

6、但在实验实验中，所中，所测测得的得的BaSO4饱饱和溶液的和溶液的电导电导率或率或电导电导，包，包含有水含有水电电离出的离出的H+或或OH-，所以，所以计计算算时时必必须须减去，即减去，即 K(BaSO4)=K(BaSO4溶液溶液)-K(H2O)或或G(BaSO4)=G(BaSO4溶液溶液)-G(H2O)(8)Ksp(BaSO4)=2(9)在在25时时Ksp(BaSO4)=2(10)根据根据(3)、(8)和和(9)也可得到也可得到Ksp(BaSO4)=2(11)至此，根据至此，根据(2-26)、(2-27)和和(2-28)式可以得出硫酸式可以得出硫酸钡钡溶度溶度积积的的计计算式算式为为(一一)

7、具体操作方法具体操作方法1.BaSO4沉淀的制备沉淀的制备 各取各取0.05molL-1BaCl2和和H2SO4溶液溶液30mL加入两个小加入两个小烧烧杯中杯中将将H2SO4溶溶液液加加热热近近沸沸，在在不不断断搅搅拌拌下下，逐逐滴滴将将BaCl2溶溶液液加加入入到到H2SO4溶溶液液中中，加加完完后后以以表表面面皿皿作作盖盖，继继续续加加热热煮煮沸沸5分分钟钟，再再小小火火保保温温10分分钟钟，搅搅拌拌数数分分钟钟后后，取取下下静静置置、陈陈化化。当沉淀上面的溶液澄清当沉淀上面的溶液澄清时时，用，用倾倾析法析法倾倾去上去上层层清夜。清夜。三、实验步骤三、实验步骤将将沉沉淀淀和和少少量量余余液

8、液用用玻玻璃璃棒棒搅搅成成乳乳状状，分分次次转转移移至至离离心心管管中中，进进行离心分离，弃去溶液。行离心分离，弃去溶液。在在小小烧烧杯杯中中盛盛约约40mL蒸蒸馏馏水水，加加热热近近沸沸，用用其其洗洗涤涤离离心心管管中中的的BaSO4沉沉淀淀，每每次次加加入入约约45mL水水，用用玻玻棒棒将将沉沉淀淀充充分分搅搅混混。再再离离心心分分离离，弃弃去去洗洗涤涤液液。重重复复洗洗涤涤至至洗洗涤涤液液中中无无Cl-为为止。止。2.BaSO4饱和溶液的制备饱和溶液的制备 在上面测得的纯在上面测得的纯BaSO4沉淀中，加入少量水，用玻璃棒将沉沉淀中，加入少量水，用玻璃棒将沉淀搅混后，全部转移到小烧杯中，

9、再加蒸馏水淀搅混后，全部转移到小烧杯中，再加蒸馏水60mL，搅拌均匀，搅拌均匀后，以表面皿作盖，加热煮沸后，以表面皿作盖，加热煮沸35分钟，稍冷后，再置于冷水分钟，稍冷后，再置于冷水浴中搅拌浴中搅拌5分钟，重新浸入少量冷水中静置，冷却至室温。当沉分钟，重新浸入少量冷水中静置，冷却至室温。当沉淀至上面的溶液澄清时，即可进行电导或电导率的测定。淀至上面的溶液澄清时，即可进行电导或电导率的测定。3.电导电导率的率的测测定定(1)测测定制定制备备BaSO4饱饱和溶液的蒸和溶液的蒸馏馏水的水的电导电导率。率。(2)测测定定BaSO4饱饱和溶液的和溶液的电导电导率。率。电导率数据(二二)注意事注意事项项:

10、1.实验实验中确保中确保Cl-除干除干净净，测测量量电导电导率率要使用同一要使用同一台台电导电导率率仪仪。2.数据数据记录记录在在专专用的用的记录记录本，并注意保持数据的本，并注意保持数据的原始性。原始性。3.注意沉淀洗注意沉淀洗涤涤和和转转移的方法移的方法。4.注意离心机和注意离心机和电导电导率率仪仪的使用。的使用。(三三)提问提问1.何谓极限摩尔电导率，什么情况下？何谓极限摩尔电导率，什么情况下？2.在什么条件下可用电导率计算溶液浓度？在什么条件下可用电导率计算溶液浓度？(1)计计算算BaSO4的溶度的溶度积积。(2)计计算算实验实验的相的相对误对误差。差。(3)讨论产讨论产生生实验误实验误差的原因。差的原因。表 2-8 电导率数据四、结果与讨论四、结果与讨论（一）延伸实验（一）延伸实验 用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度原理和用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度原理和操作步骤，以及应该注意的问题。操作步骤，以及应该注意的问题。（二）参考书 复旦大学等编,庄继光等修订.物理化学实验(第三版),北京:高等教育出版社2004.6.五、实验延伸五、实验延伸1.制制备备BaSO4时时，为为什么要洗至无什么要洗至无Cl-？2.制制备备BaSO4饱饱和溶液和溶液时时，溶液底部一定要有沉淀，溶液底部一定要有沉淀吗吗？六、思考题六、思考题