电导法测难溶盐的溶解度

实验10 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. 学会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：

(10.1)

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：

(10.2)

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：

(10.3)

k称为电导率或比电导，它相当于两个电极相距1m，截面积为导体的电导，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：

(10.4)

式中Λm的单位是；C的单位是。Λm的数值常通过溶液的电导率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：

(10.5)

对于确定的电导池来说，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。

溶液的电导常用惠斯顿电桥来测定，线路如图10.1所示。其中S为信号发生器；R1、R2和R3是三个可变电阻，Rx为待测溶液的阻值；H为检流计，C1是与R1并联的一个可变电容，用于平衡电导电极的电容。测定时，调节R1、R2、R3和C1，使检流计H没有电流通过。此时，说明B、D两点的电位相等，有下面的关系式成立：

(10.6)

Rx的倒数即为该溶液的电导。

本实验测定硫酸铅的溶解度。直接用电导率仪测定硫酸铅饱和溶液的电导率(K溶液)和配制溶液用水的电导率(K水)。因溶液极稀，必须从溶液的电导率(K溶液)中减去水的电导率(K水)，即为：

实验 电导法测难溶盐的溶度积

一、实验目的

1． 掌握电导测定的原理和电导仪的使用方法。

2． 通过实验验证电解质溶液电导与浓度的关系。

3． 掌握电导法测定BaSO4的溶度积的原理和方法。

二、实验原理

导体导电能力的大小常以电阻的倒数去表示，即有

RG1

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：

AlR

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：

)(lAG

κ称为电导率或比电导

1

对于电解质溶液，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溶液来进行比较。1mol电解质溶液全部置于相距为1m的两个平行电极之间溶液的电导称之为摩尔电导，以λ表示之。如溶液的摩尔浓度以c表示。则摩尔电导可表示为

c1000 式中λ的单位是S.m2.mol-1，c的单位是mol.L-1。λ的数值常通过溶液的电导率k式计算得到。

GAl 或 RAl1

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。

在测定电导率时，一般使用电导率仪。使用电导电极置于被测体系中，体系的电导值通过电子线路处理后，通过表头或数字显示。每支电极的电导池常数一般出厂时已经标出，如果时间太长，对于精密的测量，也需进行电导池常数校正。仪器输出的值为电导率，有的电导仪有信号输出，一般为0~10mV的电压信号。

在测定难溶盐BaSO4的溶度积时，其电离过程为

BaSO4 → Ba2+ + SO42-

根据摩尔电导率Λm与电导率κ的关系： )()()(444BaSOcBaSOBaSOm

电离程度极小，认为溶液是无限稀释，则可Λm用Λm∞代替。

)()(242SOBammmm

)(),(242SOBamm可通过查表获得。

电导法测定PbSO4的溶度积

张玉 吴玲

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；

（3）注意有毒物质的排放。

二、基本原理

难溶电解质在水中会建立一种特殊的动态平衡。尽管难溶电解质无法溶解, 但仍有一部分阴阳离子进入溶液, 当这两个过程的速率相等时, 难溶电解质的溶解就达到平衡状态, 这样的平衡状态叫沉淀溶解平衡, 其平衡常数叫溶度积。在一定温度下, 一种难溶电解质的饱和溶液中形成一种多相离子平衡, 可表示为:

AmBn( s) ↔ nAm+ ( aq) + mBn- ( aq)

K sp= αn (Am+ ) αm( Bn- )

K sp 称为溶度积常数, 简称溶度积。若能测出难溶电解质的饱和溶液中相应离子浓度, 就可计算出溶度积。难溶盐的饱和溶液浓度很低，可以把浓度当做活度处理，即c≈α，所以:

K sp= cn (Am+ ) cm ( Bn- )

难溶盐PbSO4在其饱和溶液中存在如下溶解平衡：

PbSO4（s）↔Pb2+（aq）+ SO42-（aq）

其溶度积为：

K sp= c (Pb2+ ) c (SO42-)=c（PbSO4）

本实验采用电导法测定PbSO4的溶度积，惠斯顿电桥

GKGALLAGcell

由电导率仪测出：OHpbsopbso244溶液

由离子独立移动定律，查表计算： )]21()21([2)(24244sopbpbsommmpbso

44)(3pbsopbsommolC 或

441000)(3pbsopbsodmmolC

所以：

K sp=c2（mol.m-3）

因温度对溶液的电导有影响，本实验在恒温下测定。电导测定不仅可以用来测定硫酸铅、硫酸钡、氯化银、碘酸银等难溶盐的溶解度，还可以测定弱电解质的电离度和电离常数，盐的水解度等。

实验三 电导率法测定BaSO4的溶度积常数

（3学时）

一、实验目的

1、学习电导率仪的使用方法；

2、学习用电导率法测定难溶盐溶度积的原理和方法。

3、巩固多相离子平衡的概念和规律。

二、实验内容简述

配制BaSO4的饱和溶液，并用电导率仪进行溶度积常数的测定。

三、实验原理

在难溶电解质BaSO4的饱和溶液中，存在下列平衡

2244()BaSOsBaSO

其溶度积为

222444()()()()spKBaSOcBacSOcBaSO•

由于难溶电解质的溶解度很小，很难直接测定，本实验利用浓度与电导率的关系，通过测定溶液的电导率，计算BaSO4的溶解度c(BaSO4)，从而计算其溶度积。

电解质溶液中摩尔电导（λ）、电导率（γ）与浓度之间存在着下列关系

c （3-1）

对于难溶电解质来说，它的饱和溶液可以近似地看成无限稀释溶液，离子间的影响可以忽略不计，这时溶液的摩尔电导率为极限摩尔电导，0（BaSO4）可以由物理化学手册查得［25℃时，无限稀释的0（BaSO4）=421286.8810Smmol••。本实验的有关计算中可以近似取用此0值。］

因此，只要测得BaSO4饱和溶液的电导率（γ），根据式（3-1），就可计算出BaSO4的溶解度c（BaSO4），进而求出Ksp（BaSO4）。

需要注意的是，实验所测的BaSO4饱和溶液的电导率γ′其中包括了H2O电离的H＋和OH—的电导率γ（H2O）。在这种稀的溶液中，它们是不可忽略的。所以 '442()()()BaSOBaSOHO

44041()()()cBaSOBaSOBaSO•'42041[()()]1000()BaSOHOBaSO•

则 '2442041(){[()()]}1000()spKBaSOBaSOHOBaSO•

四、实验材料/试样