电导法测定硫酸钡的溶度积

电导法测定硫酸钡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NorthwestUniversity1、BaSO4饱和溶液的制备----首次训练2、电导率仪的使用----首次训练3、离心机的使用----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1.了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和方法。2.学习电导率仪的使用。二、实验原理通过测定难容电解质溶液的电导或电导率，根据电导或电导率与浓度的关系，计算出难溶电解质的溶解度而计算出溶度积。G=(1)R11.电导和电导率电解质溶液的导电能力大小，可以用电阻R或电导G来表示，两者互为倒数：R∝或R=ρ(2)AlAl在一定温度下，两电极间溶液的电阻与两电极间的距离(l)成正比，与电极面积(A)成反比：ρ为比例常数，称为电阻率，它的倒数称为电导率，以K表示。K=，单位为S·m-1。1由(1)和(2)式可得：G=K或K=G(3)lAAl电导率κ表示相距1m，面积为1m2的两个电极之间的电导。式中的称为电极常数或电导池常数。由于实际应用中的G单位太大，因此采用毫西(ms)或微西(µs)，而m则采用cm表示，即1s·m-1=103ms·cm-1=106µs·cm-1。AlΛ0=(s·m2·mol-1)(4)c2.摩尔电导(率)和溶度积在一定温度下，相距1m的两个平行电极之间，含有1mol电解质溶液的电导，称为摩尔电导(或摩尔电导率)，以Λ0(希腊字母，名称Lambulla)表示，即硫酸钡的溶解度很小，其饱和溶液可以看成是无限稀释的溶液，因而溶液中离子之间的相互影响可以忽落不记，所以溶液的摩尔电导(率)Λ0可以认为是两种离子摩尔电导之和：Λ0(BaSO4)=Λ0(Ba2+)+Λ0(SO42-)(5)c(BaSO4)=(mol·dm-3)(6))BaSO(1000)BaSO(404ΛK一些离子的Λ0可以从物理化学手册或化学手册中查得，因此只要测得BaSO4饱和溶液的电导率或电导,利用(4)式就能算出BaSO4的浓度(即溶解度)而算出其溶度积：在BaSO4的饱和溶液中，存在着下列平衡：BaSO4(s)Ba2++SO42-在一定温度下，其溶度积为Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=c2(BaSO4)(7)但在实验中，所测得的BaSO4饱和溶液的电导率或电导，包含有水电离出的H+或OH-，所以计算时必须减去，即K(BaSO4)=K(BaSO4溶液)-K(H2O)或G(BaSO4)=G(BaSO4溶液)-G(H2O)(8)Ksp(BaSO4)=[]2(9)在25℃时Ksp(BaSO4)=[]2(10)根据(3)、(8)和(9)也可得到Ksp(BaSO4)=[]2(11))(BaSO1000O)(H)K(BaSO4024ΛK)BaSO(100010}O)(H)(BaSO{40424ΛKK)BaSO(1000)}OH()BaSO({4024ΛAlGG至此，根据(2-26)、(2-27)和(2-28)式可以得出硫酸钡溶度积的计算式为(一)具体操作方法1.BaSO4沉淀的制备各取0.05mol·L-1BaCl2和H2SO4溶液30mL加入两个小烧杯中将H2SO4溶液加热近沸，在不断搅拌下，逐滴将BaCl2溶液加入到H2SO4溶液中，加完后以表面皿作盖，继续加热煮沸5分钟，再小火保温10分钟，搅拌数分钟后，取下静置、陈化。当沉淀上面的溶液澄清时，用倾析法倾去上层清夜。三、实验步骤将沉淀和少量余液用玻璃棒搅成乳状，分次转移至离心管中，进行离心分离，弃去溶液。在小烧杯中盛约40mL蒸馏水，加热近沸，用其洗涤离心管中的BaSO4沉淀，每次加入约4～5mL水，用玻棒将沉淀充分搅混。再离心分离，弃去洗涤液。重复洗涤至洗涤液中无Cl-为止。2.BaSO4饱和溶液的制备在上面测得的纯BaSO4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，再加蒸馏水60mL，搅拌均匀后，以表面皿作盖，加热煮沸3～5分钟，稍冷后，再置于冷水浴中搅拌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.电导率的测定(1)测定制备BaSO4饱和溶液的蒸馏水的电导率。(2)测定BaSO4饱和溶液的电导率。电导率数据室温/℃K(BaSO4溶液)/µS·cm-1K(H2O)/µS·cm-1(二)注意事项:1.实验中确保Cl-除干净，测量电导率要使用同一台电导率仪。2.数据记录在专用的记录本，并注意保持数据的原始性。3.注意沉淀洗涤和转移的方法。4.注意离心机和电导率仪的使用。(三)提问1.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？(1)计算BaSO4的溶度积。(2)计算实验的相对误差。(3)讨论产生实验误差的原因。表2-8电导率数据室温/℃K(BaSO4溶液)/µS·cm-1K(H2O)/µS·cm-1四、结果与讨论（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1.制备BaSO4时，为什么要洗至无Cl-？2.制备BaSO4饱和溶液时，溶液底部一定要有沉淀吗？六、思考题