分配系数和化学反应平衡常数的测定

77实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定摘要碘化钾与单质碘反应生成三碘化钾的平衡常数测定是一个经典的物理化学实验。

该实验的测定过程是一个纯化学滴定实验，装置简单，易于操作。

但在长期教学实践中，我们发现学生的一些操作易产生误差。

本文结合我们的教学经验探讨一下相关问题及改进方法，同时对实验的绿色化提出一些建议。

关键词化学平衡常数分配系数实验教学绿色化学实验化学平衡常数及分配系数测定实验是一个经典的物理化学实验，测定I2在CCl4和H2O中的分配系数k以及反应I2+KI=KI3的平衡常数KC。

本实验涉及到的操作为标准的硫代硫酸钠溶液标定单质碘。

通过该实验可以帮助学生更好地理解分配系数的物理意义和化学平衡常数的测定方法。

该实验设计思路清晰，易于操作，但是由于学生操作不当，会使实验结果误差很大；同时该实验内容未能及时更新，与当前绿色化学理念相左，因此结合我们长期的教学与管理实践经验，对该实验中存在的一些问题进行讨论，并对这些问题提出一些改进建议。

一、实验方法设计思路在恒温、恒压下I2和KI在水溶液中建立如下平衡：为了测定平衡常数，应在不扰动平衡状态的条件下，测定平衡组成。

当上述反应达到平衡时，用Na2S2O3标准溶液来滴定溶液中I2的浓度，随着I2的消耗，平衡向左移动，使KI3持续分解，最终只能测得溶液中I2和KI3的总量。

由于KI和KI3均不溶于CCl4，只有I2既可溶于CCl4也可溶于H2O，当温度和压力一定时，上述化学平衡及I2在CCl4层和H2O 层中的分配平衡同时建立。

为了测定上述体系I2的平衡浓度，本实验首先设计一个实验，即体系中没有KI存在，只有I2在CCl4及H2O中的分配平衡，测定I2在CCl4和H2O中平衡浓度，利用下式求出实验温度下I2在两液相中的分配系数k。

由于分配系数只是温度的函数，当温度不变时，分配系数为常数。

利用已测出的分配系数，来计算分配平衡和化学平衡都存在的体系中水层I2的平衡浓度，然后可求出KI3和KI的平衡浓度。

【精品】实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定实验目的：1. 测定化学平衡常数Kc 2. 测定分配系数Kd
实验原理：该实验利用固定体系的特点：在恒定的温度和压力下，浓度的发生可以被
描述为一个恒定的化学平衡常数Kc。

此外，如果物质之间由不同相中互相分配，则可以定义出分配系数Kd。

实验材料：1. 无水氯化钠溶液 2. 0.1M HCl溶液 3. 0.3M NaCl溶液
实验步骤：
（1）准备实验用液体：将50ml的无水氯化钠溶于50ml的蒸馏水后配制成0.1M的氯
化钠溶液，并分别配制出0.1M的HCl溶液、0.3M的NaCl溶液。

（2）进行反应：58ml的HCl溶液加入到50ml的NaCl溶液中，搅拌均匀，放置20分钟。

（3）测量溶液中的浓度：用分光光度计测量混合液中的浓度，记录。

（4）算出Kc：根据浓度得出Kc，即Kc=([HCl]^2-[NaCl]^2)/([NaCl]*[Cl-]^2) 。

（6）数据分析：计算得出的Kc和Kd的绝对值，并比较和理论值的差距，得出实验
结论。

实验结论：本次实验采用定容、定温及固定压力的场景，得出了搅拌前后溶液中浓度
的变化，从而算出Kc和Kd的绝对值，并与理论值比较，结果达到了理想的误差步骤，实
验完成了预期的任务。

化学反应平衡常数的实验测定与计算化学反应平衡常数是反应进行到平衡时反应物和生成物浓度之间的比值。

它描述了一个化学反应的进行程度以及反应物和生成物之间的相对浓度关系。

实验测定和计算化学反应平衡常数通过测量反应物和生成物的浓度来确定。

实验测定化学反应平衡常数的方法有很多种，下面以反应物A 与生成物B之间的反应为例进行说明：1. 等浓法：在一定体积的容器中，加入等浓度的反应物A和生成物B，并加入足够的稀释剂使反应物和生成物浓度相等。

然后在一定条件下观察反应进程，通过测量反应物和生成物的浓度变化来确定平衡时的浓度比值。

2. 体积变化法：利用反应物和生成物体积变化的方法来确定平衡时浓度比值。

例如，测量反应前后容器体积的变化以及产物的组成来计算平衡常数。

3. 气体反应法：对于气体反应，可以利用压力的变化来测定平衡时的浓度比值。

通过测量反应前后系统的压力变化，结合理想气体状态方程，可以计算平衡常数。

4. 颜色法：利用反应溶液的颜色变化来测定反应物和生成物的浓度，从而计算平衡常数。

例如，通过吸收光谱的变化来测定比较简单的反应。

计算化学反应平衡常数可以通过已知反应方程式中的物质的浓度或压力来计算。

在测量浓度或压力后，根据平衡条件和反应的摩尔比关系，可以计算得到平衡常数。

化学反应平衡常数的计算公式为：K = [B]ⁿ/[A]ⁿ其中，K为化学反应平衡常数，[B]为生成物B的浓度，[A]为反应物A的浓度，n为方程式中反应物与生成物的系数。

需要注意的是，实验测定和计算化学反应平衡常数的过程中，应该尽量控制反应条件，避免有其他因素对实验结果的干扰。

例如，在温度、压力以及反应物和生成物的浓度等方面应该严格控制，以保证实验结果的准确性。

总结起来，实验测定和计算化学反应平衡常数是化学实验和计算化学的重要内容之一。

通过测量反应物和生成物的浓度或压力，并根据反应方程式中的摩尔比关系，可以准确地确定化学反应平衡常数，从而了解反应的进行程度和物质之间的相对浓度关系。

化学平衡常数的计算和测定化学平衡常数是化学反应反应物与生成物的浓度之间的关系的定量表达式，通常表示为Kc或Kp。

这个常数可以用来预测反应的方向和浓度的变化，并为化学工业中的反应提供重要的信息。

在本文中，我们将探讨化学平衡常数的计算和测定方法。

一、计算化学平衡常数化学平衡常数是指达到平衡时化学反应物与生成物浓度之比的值。

对于一个反应A+B ⇄ C+D，它的平衡常数Kc可以表示为：Kc=[C][D]/[A][B]其中方括号表示浓度，单位是摩尔/升。

这个式子表明，在平衡时，反应物的浓度乘积与生成物的浓度乘积之比为一个常数，即平衡常数Kc。

平衡常数的值可以用实验测定得到，也可以通过参考化学反应的方程式以及相关物质的性质，根据一定的数学方法推导出来。

当我们知道反应的平衡常数时，可以根据下列的规律推断反应方向：1. 如果Kc >> 1，则反应向成产物方向移动；2. 如果Kc << 1，则反应向反应物方向移动；3. 如果Kc ≈ 1，则反应达到了平衡，反应物和产物的浓度差距很小。

二、测定化学平衡常数化学平衡常数可以通过实验测定得到。

常见的测定方法有两种：比色法和电动势法。

1. 比色法比色法用于颜色变化大的反应。

这种方法适用于在反应中有某些物质生成有色物质的反应。

在实验中，我们可以用分光光度计或比色计来测量有色物质的光吸收度，从而计算出反应物和生成物的浓度比。

例如，Fe3+和SCN-可以反应生成[FeSCN]2+，这种复合物呈明显的红色。

我们可以通过测量反应后溶液的红光吸收度来确定复合物的浓度，并根据反应物与生成物的化学计量关系，计算出反应的平衡常数。

2. 电动势法电动势法用于反应产生电势变化的反应。

在电化学反应中，反应物的电势与产物的电势不同，因为它们的电化学性质不同。

通过测量反应前后的电势差，我们可以确定平衡常数。

例如，在电解NaCl产生Cl2气体的泳池中，我们可以测量反应前后的电势差，并根据Nernst方程计算出反应物和生成物的浓度比，从而确定反应的平衡常数。

化学平衡常数的测定方法化学平衡常数（Kc）是描述在一定温度下，化学反应达到平衡时各生成物和反应物浓度比的一个数值。

化学平衡常数的测定方法有以下几种：1.实验测定法：通过实验测量反应物和生成物的浓度，然后根据化学平衡常数的表达式计算Kc值。

实验测定法包括等温滴定法、pH计法、电位滴定法等。

2.理论计算法：根据反应物和生成物的化学式和相对分子质量，以及反应的化学方程式，计算各物质的浓度，然后根据化学平衡常数的表达式计算Kc值。

3.平衡态法：在封闭系统中进行反应，通过改变温度、压力等条件，使反应达到平衡状态，然后根据实验数据计算Kc值。

4.光电滴定法：利用光电传感器检测反应物和生成物的浓度变化，通过数据处理计算Kc值。

5.温度梯度法：在不同温度下进行实验，测量各温度下的Kc值，然后根据温度对Kc值的影响关系，推算出在实际温度下的Kc值。

6.激光光谱法：利用激光光源和光谱仪，测量反应物和生成物的浓度，计算Kc值。

7.分子动力学模拟法：通过计算机模拟反应物和生成物的分子运动，计算平衡时的浓度比，从而得到Kc值。

8.线性代数法：根据反应物和生成物的化学式和相对分子质量，构建浓度矩阵，通过线性代数方法计算Kc值。

在实际操作中，可以根据具体反应和实验条件选择合适的测定方法。

需要注意的是，化学平衡常数Kc随着温度的变化而变化，因此在测定过程中应保持温度稳定。

此外，测定Kc值时还要注意避免实验误差，确保数据的准确性。

习题及方法：已知反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)在一定温度下，测得氮气、氢气和氨气的浓度分别为0.5 mol/L、1.5 mol/L和0.2 mol/L。

求该温度下反应的平衡常数Kc。

根据化学平衡常数的定义，Kc = [NH3]^2 / ([N2] * [H2]^3)。

将已知浓度代入公式计算Kc值。

某温度下，反应：2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) 的平衡常数Kc为2。

若在该温度下，将HI的浓度从0.4 mol/L减半到0.2 mol/L，求新平衡时H2和I2的浓度。

物理化学实验实验一 燃烧热的的测定1. 说明恒容燃烧热(V Q ）和恒压燃烧热(P Q )的差别和相互联系。

区别：恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值，恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变联系：对于理想气体 P v Q Q nRT =+∆2. 在这个实验中，那些是体系，那些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗实验结果有何影响？答：内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。

实验过程中有热损耗。

有少量热量从内筒传到外筒，使得内筒水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。

3. 加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？答：因为本实验中要尽量避免内外筒之间的热量交换，而内筒中由于发生反应，使得水温升高，所以内筒事先必须比外筒水温低，低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值，这样，反应完毕后，内外筒之间达到一致温度，而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等，说明热量交换几乎为0，减小了实验误差。

4. 实验中，那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度，应从哪几方面考虑？答：内外筒开始反应前的温度差造成误差，我们应提高软件质量，使软件调试出的温度如（3）所述，有利于减小误差。

又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量，造成误差，应寻求一种让反应自发进行的方法，或寻求一种更好的点火材料。

实验二 Pb-Sn 体系相图的绘制1．是否可用加热曲线来做相图？为什么？答：不能。

加热过程中温度难以控制，不能保持准静态过程。

2．为什么要缓慢冷却合金做步冷曲线？答：使温度变化均匀，接近平衡态。

3．为什么坩埚中严防混入杂质？答：如果混入杂质，体系就变成了另一多元体系，使绘制的相图产生偏差。

实验三 化学平衡常数及分配系数的测定1. 配1、2、3各溶液进行实验的目的何在？根据实验的结果能否判断反应已达到平衡？答：实验1是为了计算I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数。

实验2、3是为了计算和比较平衡常数K ，当2Kc ≈3Kc 时，可判断反应已达到平衡。

化学反应平衡常数的测定方法化学反应平衡常数是描述化学反应体系平衡状态的物理量，它是指在特定温度、压力下，反应物与生成物浓度之比的稳定值。

化学平衡常数的大小反映反应体系的平衡位置，可以帮助我们预测反应是否会发生，以及其产物的相对浓度。

测定化学反应平衡常数的方法有很多，下面将从不同角度分别阐述几种主要的测定方法。

一、利用反应热测量法反应热测量法是利用化学反应释放或吸收的热量来间接计算反应平衡常数的一种实验方法。

利用反应热测量法可以确定反应的内热变化ΔH，从而计算反应的平衡常数K。

具体实验步骤如下：首先，在计量筒中分别加入一定量的反应物A和B，并在一定温度下反应达到平衡状态。

然后，将反应混合物倒入反应热计中，通过测量产生或吸收的热量来推算反应热ΔH。

最后，由ΔH和反应温度计算出反应平衡常数K。

反应热测量法的优点是测定结果较为准确，能够测定温度较高、样品量较少的反应体系。

但是，反应热测量法的操作较为复杂，需要仪器设备较为复杂的反应热计，同时还需要将反应物完全反应，确保反应升温平稳等细节操作，因此实验难度较大，需要一定的实验技术。

二、利用分光光度法分光光度法是利用溶液中物质吸收光的特性来测定化学反应平衡常数的实验方法。

分光光度法可以通过测定不同反应体系中反应物与产物之间的吸收光谱及浓度关系，进而计算出反应的平衡常数K。

具体实验步骤如下：首先将一定量的反应物A加入溶液中，然后逐渐加入不同浓度的反应物B，测量吸收率和波长等浓度变化规律。

最后，通过反推得到反应平衡常数K。

分光光度法的优点是操作简单、精度高、实验成本较低等优点，可以测定许多不同反应体系的平衡常数。

但是，由于分光光度法只能测量有色物质，因此对于无色反应物或产物的测量可能存在一定的限制。

三、利用电动势测量法电动势测量法是利用反应体系中产生的电势差变化来快速测定化学反应平衡常数的实验方法。

电动势测量法通常采用电化学电位计等仪器设备，可以直接测量反应体系中产生的电势差和电流，进而计算出反应体系的平衡常数K。

实验六 化学平衡常数及分配系数的测定一、实验目的测定I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数k 以及反应I 2+KI=KI 3的平衡常数K C 。

二、实验原理在恒温、恒压下I 2和KI 在水溶液中建立如下平衡：I 2+KI=KI 3 （1）为了测定平衡常数，应在不扰动平衡状态的条件下，测定平衡组成。

当上述反应达到平衡时，若用Na 2S 2O 3标准溶液来滴定溶液中I 2的浓度，则随着I 2的消耗，平衡将向左移动，使KI 3继续分解，最终只能测得溶液中I 2和KI 3的总量。

为了测定I 2的单独浓度，可在上述溶液中加入CCl 4，然后充分摇匀。

由于KI 和KI 3均不溶于CCl 4，只有I 2既可溶于CCl 4也可溶于H 2O ，当温度和压力一定时，上述化学平衡及I 2在CCl 4层和H 2O 层中的分配平衡同时建立。

设a ——平衡时H 2O 层中的2I Ca ’——平衡时CCl 4层中2I Cb ——平衡时H 2O 层中32KI I C C +c ——KI 溶液初浓度实验测得分配系数k 及CCl 4层中I 2浓度a ’后，根据k=a ’/a 即可求得H 2O 层中I 2的单独浓度a 。

再从已知c 及测得的b ，即可计算（1）式的平衡常数。

][23）（a b c a a b C C C K KI I KI C ---== 三、仪器和试剂恒温槽一套；250ml 碘量瓶3个；50ml 移液管3支；10ml 移液管2支；250ml H 2O 层 （稀KI 层） CCl 4层 H 2O 层 （稀KI 层） CCl 4层II 、III 号样 I 号样三角锥瓶4个；碱式滴定管2支；10ml量筒1个，25ml量筒1个；5ml量杯2个；50ml小烧杯1个。

0.005M Na2S2O3标准溶液；0.1MKI标准溶液；0.04M I2的CCl4溶液；纯CCl4；1%淀粉溶液。

四、实验步骤1、按表列数据，将样品溶液配于碘量瓶中。

物理化学实验报告班级：姓名：学号：实验日期：2019年3月14日实验名称：分配系数和化学反应平衡常数的测定一、实验目的（一）测定碘在四氯化碳中和水中的分配系数（二）测定水溶液中碘与碘离子之间的配合反应的标准平衡常数二、实验原理1、碘在水和四氯化碳中分配系数的测定在一定温度下，将一种溶质A溶解在两种互不相溶的液体溶剂中，当系统达到平衡时此溶质在这两种溶剂中分配服从一定的规律。

即如果溶质A在这两种溶剂中既无解离作用，也无缔合作用，则在一定温度下平衡时，该平衡可以表示如下：AA�溶剂1�⇌BB(溶剂2)根据相平衡规则，此时A在这两种溶剂中的化学势相等。

进一步根据溶质型组分的化学势表达式，A在这两种溶剂中的活度之比是一常数，可用 K d表示。

若两种溶液都比较稀，则它们相对浓度之比近似于 K d ，称为分配系数。

kk dd=cc2∕ccθθcc1∕ccθθ=cc2cc1如果溶质 A 在溶剂 1和溶剂 2中的分子形态不同，则分配系数的表示式就不同。

例如，如果 A发生缔合作用并主要以 A n 形式存在，则该平衡可以表示为:AA�溶剂1�⇌nnAA(溶剂2)其中n是缔合度，它表明缔合分子A n是由单分子组成的。

此时分配系数可表示为：kk dd=�cc2ccθθ⁄�nn cc1∕ccθθ若将I2加入CCl4和H2O这两种互不相溶的液体中，则会在这两相中建立如下平衡：I2(H2O)⇌I2(CCl4)分别滴定CCl4层和H2O层中I2的浓度，即可求出I2在这两相中的分配系数K d。

2、在水溶液中碘与碘离子配合反应的标准平衡常数的测定在水溶液中会发生配合反应并建立碘负离子与碘三负离子平衡，其平衡常数可表示为kkθθ=aa II3−aa II−⋅aa II2=γγII3−γγII−⋅γγII2⋅�cc II3−cc�θθ��cc II−cc�θθ�⋅�cc II2cc�θθ�若溶液比较稀，则溶液中各组分活度系数都近似为1，那么：在一定温度和压力下，把浓度为c的KI水溶液与I2的CCl4溶液按一定比例混合后，经过充分振荡，通过滴定法测得CCl4中碘的浓度a与水层中I2的总浓度b+d，水中配合碘的浓度为kkθθ≈cc II3−cc II−⋅cc II2⋅ccθθ=kk cc⋅ccθθ则配合反应的标准平衡常数为kkθθ=kk cc⋅ccθθ=dd⋅ccθθ(cc−dd)⋅bb三、仪器和药品150mL分液漏斗3个、250mL磨口锥形瓶3个、100mL量筒1个、5mL微量滴定管一支、20mL移液管（有刻度）2个、5mL移液管3支、25mL移液管3支、CCl4（分析纯）、0.1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的Na2SO3溶液、I2的CCl4溶液（饱和）、淀粉指示剂。

实验七十七 化学平衡常数及分配系数的测定一、实验目的（1）了解分配定律的应用范围；（2）掌握从分配系数求平衡常数的方法； （3）通过平衡常数计算I 3- 的解离焓。

二、实验原理在一定温度下如果一个物质A 溶解在两种互不相溶的液体溶剂中达到平衡，且A 物质在这两种溶剂中都无缔合作用，则物质A 在这两种溶剂中的活度之比为常数，这就是分配定律。

若浓度较稀，则活度之比近似等于浓度比。

用数学式(1)表示：βαAA d c c K = （1） 式中：c A α为A 物质在溶剂α中的浓度；c A β为A 物质在溶剂β中的浓度；K d 为与温度有关的常数，称为分配系数。

式(1)只能用于理想溶液或稀溶液中，同时，溶质在两种溶剂中分子形态相同，即不发生缔合、离解、络合等现象。

在恒温下，碘（I 2）溶在含有碘离子（I -）的溶液中，大部分成为络离子（I 3-）,并存在下列平衡：其平衡常数表达式为：232323II II I I II Ia c c c c K γγγαααθ------⨯==（2）式中：α，c ，γ分别为活度，浓度和活度系数。

由于在同一溶液中，离子强度相同（I -与I 3-电价相同)。

由德拜-休克尔公式：II Z i i +-=1509.0lg 2γ （3）计算可知，活度系数--=3I I γγ （4）在水溶液中，I 2浓度很小12≈I γ （5）一定温度下，故得：c I I I a K c c c c K =≈--23θ （6）为了测定平衡常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。

在本实验中，当达到上述平衡时，若用硫代硫酸钠标准液来滴定溶液中的I 2浓度，则会随着I 2的消耗，平衡将向左端移动，使I 3-继续分解，因而最终只能测得溶液中I 2和I 3-的总量。

为了解决这个问题，可在上述溶液中加入四氯化碳(CCl 4)，然后充分震荡 (I -和I 3-不溶于CCl 4)，当温度一定时，上述化学平衡及I 2在四氯化碳层和水层的分配平衡同时建立，如图1所示。

实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定预习提问1、在实验中，所用的碘量瓶和锥形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？为什么？答：1、用标准Na2S2O3滴定时所用的锥心瓶，装碘的饱和水溶液的碘量瓶不需要干燥，因为其对碘的物质的量没有影响，不会引起偏差；2、装KI溶液的碘量瓶需要干燥，若有水会影响碘离子的浓度。

2、在实验中，配制1、2号溶液的目的何在？答：1号液是为了求出该温度下碘在水和四氯化碳中的分配系数；2号液是在水中建立碘的化学平衡以及碘在水和四氯化碳中的分配平衡，先通过滴定测出碘在四氯化碳中的浓度，用分配定律求出水层中的碘浓度，再依次算出I 3-和碘离子的浓度，从而求出其化学平衡常数。

3、在实验中，为什么应严格控制恒温？如何控制？答：因为平衡常数和分配系数均与温度有关，所以应严格控制温度。

将配置好的溶液放入恒温水浴槽中。

4、在实验中，需要直接测得哪些实验数据？如何测得？答：恒温水浴温度，常温以及升温后①号液中水层和CCl4层中碘的浓度，②号液中水层和CCl4层中碘的浓度。

用数值式贝克曼温度计测定水温；用硫代硫酸钠标准溶液来滴定溶液中碘的浓度。

5、在实验中，滴定CCl4层样品时，为什么要先加KI 水溶液？ 答：加入KI 水溶液是为了加快四氯化碳中的碘完全提出到水层中，加快了滴定速率，有利于硫代硫酸钠滴定的顺利进行。

6、在实验中，如何求得反应达平衡时I 2 、I -、I 3-的浓度？ 答：首先根据①号液测出I 2在H 2O 及CCl 4层中的分配系数K d ，然后在根据②号液待平衡后再测出I 2在CCl 4中的浓度，根据分配系数，可算出I 2在KI 水溶液中的浓度。

再取上层水溶液分析，得到I 2和I 3-的总量。

()平衡水层水层＝,,3232---+I I I I c c c c由于在溶液中I -总量不变，固有：平衡平衡初始＝,,,3----I I I c c c这样就可求得反应达平衡时I 2 、I -、I 3-的浓度。

实验三化学平衡常数及分配系数的测定实验目的：1. 通过测定酸碱指示剂在酸碱介质中颜色的变化，掌握平衡常数计算的方法。

2. 通过测定二苯醇在水和正丁醇中的分配系数，掌握物质在不同相中的分布规律。

实验原理：1. 化学平衡常数Kc在化学平衡条件下，反应物和生成物的浓度之比不再发生变化，称为化学平衡。

在一定温度下，平衡时反应物和生成物的浓度之比称为反应的平衡常数Kc。

其公式为：Kc=[C]c[D]d/[A]a[B]b2. 分配系数Kd物质在两相中分别的浓度之比称为分配系数Kd。

用水和正丁醇分别浸泡二苯醇，二苯醇在两相中的浓度之比即为分配系数Kd。

其公式为：Kd=C2-o/C2-w实验操作及步骤：1. 每个小组取三个试管，分别装入0.10mol/L的醋酸钠溶液、0.10mol/L的苯甲酸钠溶液和水。

2. 用蓝色酸碱指示剂滴定醋酸钠溶液和苯甲酸钠溶液，记录每滴指示剂后溶液颜色的变化。

重新取一组，用红色酸碱指示剂滴定醋酸钠溶液和苯甲酸钠溶液，记录每滴指示剂后溶液颜色的变化。

3. 再取两个试管，分别装入1mL二苯醇和1mL水，1mL二苯醇和1mL正丁醇，振荡均匀，并静置10min。

4. 用分光光度计测定试管中的吸光度，计算出二苯醇在水相和正丁醇相中的吸光度比值。

5. 根据测量值，计算出在二苯醇、水、正丁醇体系中二苯醇的分配系数Kd。

结果与分析：1. 酸碱指示剂颜色变化观察表指示剂醋酸钠水苯甲酸钠蓝色无明显变化蓝色碱性-中性红色无明显变化红色酸性-中性2. 二苯醇在水和正丁醇中的分配系数的计算取二苯醇、水、正丁醇中二苯醇的吸光度值分别为A、B、C，则二苯醇在水和正丁醇中的分配系数Kd=C/A。

化学平衡常数及分配系数的测定.化学平衡常数及分配系数的测定1. 简述测定反应KI+I2=KI3的平衡常数的基本原理。

答：在恒温下，碘（I2）溶在含有碘离子（I-答：在恒温下，碘（I2）溶在含有碘离子（I：其平衡常数表达式为：（2）式中：α，c，γ分别为活度，浓度和活度系数。

由于在同一溶液中，离子强度相同（I- （2）式中：α，c，γ分别为活度，浓度和活度系数。

由于在同一溶液中，离子强度相同（I：（3）计算可知，活度系数（4）在水溶液中，I2浓度很小（5）一定温度下，故得：（6）为了测定平衡常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。

在本实验中，当达到上述平衡时，若用硫代硫酸钠标准液来滴定溶液中的I2浓度，则会随着I2的消耗，平衡将向左端移动，使I3- （6）为了测定平衡常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。

在本实验中，当达到上述平衡时，若用硫代硫酸钠标准液来滴定溶液中的I2浓度，则会随着I2的消耗，平衡将向左端移动，使I3：（9）因此，将平衡后各物质的浓度代入式(7)就可求出此温度下的平衡常数Kc。

2. 在KI+I2=KI3反应平衡常数测定实验中，所用的碘量瓶和锥形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？为什么？答：配置2号液的碘量瓶需要干燥，配置1号液的碘量瓶和锥形瓶不需要干燥。

因为2号液是用来测定平衡浓度的，平衡时I-配置2号液的碘量瓶需要干燥，配置1号液的碘量瓶和锥形瓶不需要干燥。

因为2号液是用来测定平衡浓度的，平衡时I：配置1号液是用来测I2在H2O及CCl4层中的分配系数Kd，配置2号液是用来测定反应KI+I2=KI3达平衡时各物质的平衡浓度的。

4. 在KI+I2=KI3反应平衡常数测定实验中，滴定CCl4层样品时，为什么要先加KI水溶液？答：硫代硫酸钠标准液与溶液中I2的反应是在水层中进行，滴定CCl4层样品的I2时，先加KI水溶液是为了加快CCl4层中的I2借助于反应KI+I2=KI3提取到水层中，有利于Na2S2O3滴定的顺利进行。

实验三 化学平衡常数及分配系数的测定一. 实验目的测定化学反应KI+I 2=KI 3的平衡常数及I 2在四氯化碳和水中的分配系数。

二. 实验原理在一定温度、压力下，碘和碘化钾在水溶液中建立如下化学平衡：KI + I 2 = KI 3 （1）为测定化学平衡常数，应在不破坏平衡状态的条件下，测定平衡组成。

本实验在上述平衡建立时，若用Na 2S 2O 3标准溶液滴定溶液中I 2的浓度，则因随着I 2的消耗，平衡向左移动，使KI 3继续分解，因而最终只能测得溶液中I 2和I 3的总量。

为了解决这个问题，可在上述溶液中加入四氯化碳，然后充分摇混（KI和KI 3不溶于CCl 4），当温度和压力一定时，上述化学平衡及I 2在四氯化碳层和水层的分配平衡同时建立，测得四氯化碳层中I 2的浓度，即可根据分配系数求得水层中I 2的浓度。

当两个平衡同时建立时，设水层中KI 3和I 2的总浓度为b（可通过用Na 2S 2O 3标准溶液滴定测得）KI 的初始浓度为c，（由配置溶液可算出），四氯化碳层I 2的浓度为a′（用Na 2S 2O 3标准溶液标定测得）I 2在水层和四氯化碳层分配系数为K，通过实验测得K值及四氯化碳层中I 2的浓度a′后，可求出水层中I 2浓度a，K= a′/ a ，a = a′/K 。

这样平衡中水层中I 2的浓度为a ，KI 3的浓度为（b-a） ，KI的初始浓度减去KI 3的浓度（b-a）即c-（b-a），（因为形成一个KI 3，就消耗一个KI），所以反应式（1）的平衡常数：K C =]][[][23KI I KI =()[]a b c a ab −−− (2)化学平衡和分配平衡同时建立如图所示。

三. 仪器和药品仪器：恒温装置一套；碘素瓶（250ml）三个；碱式滴定管（50ml）3支；移液管（250ml）2支；洗耳球3个；移液管（胖肚式10ml）2支；移液管一个；移液管（5 ml）4支；铁架台1个；锥形瓶（250ml）6支；量筒（10ml）2个；量筒（100 ml）2个。

西安交通大学实验报告课程：物理化学实验 系别：化学系专业班号： 组别： 实验日期：2016年3月 日 姓名： 学号： 交报告日期：2016年3月 日 同组者：实验名称：分配系数和化学反应平衡常数的测定 一、 实验目的（1）测定碘在四氯化碳和水中的分配系数。

（2）测定水溶液中碘与碘离子之间配合反应的标准平衡常数。

二、 实验原理1. 碘在水和四氯化碳中分配系数的测定在一定温度下，将一种溶质A 溶解在两种互不相溶的液体溶剂中，当系统达到平衡时此溶质在这两种溶剂中分配服从一定的规律。

即如果溶质A 在这两种溶剂中既无解离作用，也无蒂合作用，则在一定温度下平衡时，该平衡可以表示如下：A(溶剂1) B （溶剂2）根据相平衡规则，此时A 在这两种溶剂中的化学势相等。

进一步根据溶质型组分的化学势表达式，，A 在这两种溶剂中的活度之比是一常数，可用K d 表示。

若两种溶液都比较稀，则它们相对浓度之比近似等于K d ，称为分配系数;1212//c c cc c c Kd ==θθ 如果溶质A 在溶剂1和溶剂2中的分子形态不同，则分配系数的表示式就不同。

例如，如果A 发生蒂合作用并主要以A n 形式存在，则该平衡可以表示为:A(溶剂1) nA （溶剂2）其中n 是缔合度，它表明缔合分子A n 是由单分子组成的。

此时分配系数可表示为：θθc c c c K n d /)/(12=若将I 2加入CCl 4和H 2O 这两种互不相溶的液体中，则会在这两相中建立如下平衡：I 2 (H 2O) I 2（CCl 4）分别滴定CCl 4层和H 2O 层中I 2的浓度。

2. 在水溶液中碘与碘离子配合反应的标准平衡常数的测定在水溶液中会发生配合反应并建立碘负离子与碘三负离子平衡，其平衡常数可表示为：)/()/()/(232323θθθθγγγc c c c c c a a a K I I I II II I I ⋅⋅⋅=⋅=------若溶液比较稀，则溶液中各组分活度系数都近似为1，那么θθθc K c c c c K c I I I ⋅=⋅⋅≈--23在一定温度和压力下，把浓度为c 的KI 水溶液与I 2的CCl 4溶液按一定比例混合后，用滴定方法测得浓度后可得出水层中配合碘的浓度为d=(b+d)-b,进一步可得出水溶液中碘和碘离子配合反应的标准平衡常数为：bd c c d c K K c ⋅-⋅=⋅=)(θθθ三、 仪器和药品150ml 分液漏斗3个，250ml 磨口锥形瓶3个，100ml 量筒1个，5ml 微量滴定管1支，20ml 移液管（有刻度）2个，5ml 移液管3支，25ml 移液管3支，CCl 4（分析纯），0.1mol/L 的KI 溶液，0.1mol/L 的Na 2S 2O 3溶液，I 2的CCl 4溶液（饱和），淀粉指示剂。

基础化学实验Ⅳ （物理化学实验) 2011年11制作 目 录 第一部分:思考题 (3)实验七十 恒温水浴组装及性能测试 (3)实验七十一 燃烧热得测定 (3)实验七十二 差热分析 (4)实验七十三 凝固点降低法测定摩尔质量 (4)实验七十四 纯液体饱与蒸气压得测量 (5)实验七十五 双液系得气—液平衡相图 (6)实验七十六 三组分液—液体系得平衡相图 (7)实验七十七 化学平衡常数及分配系数得测定 (8)实验七十八 溶液电导得测定——测HAc 得电离平衡常数 (8)实验七十九 原电池电动势得测定及其应用 (9)实验八十 线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中得钝化行为 (9)实验八十一 旋光法测定蔗糖转化反应得速率常数 (10)实验八十二 电导法测定乙酸乙酯皂化反应得速率常数 (11)实验八十三 最大泡压法测定溶液得表面张力 (11)实验八十四 固体在溶液中得吸附 (12)实验八十五 粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 ................................................................... 13 实验八十六 Fe （OH ）3溶胶得制备及其ξ电势得测定 . (14)实验八十七 电导法测定水溶性表面活性剂得临界胶束浓度 (15)第二部分:参考答案 (16)实验七十 恒温水浴组装及性能测试 ........................................................................................... 16 思考题及参考答案实验七十一燃烧热得测定 (17)实验七十二差热分析 (23)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (25)实验七十四纯液体饱与蒸气压得测量 (28)实验七十五双液系得气-液平衡相图 (31)实验七十六三组分液—液体系得平衡相图 (34)实验七十七化学平衡常数及分配系数得测定 (37)实验七十八溶液电导得测定——测HAc得电离平衡常数 (40)实验七十九原电池电动势得测定及其应用 (42)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中得钝化行为 (45)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应得速率常数 (48)实验八十三最大泡压法测定溶液得表面张力 (53)实验八十四固体在溶液中得吸附 (59)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (61)实验八十六Fe（OH）3溶胶得制备及其ξ电势得测定 (66)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂得临界胶束浓度 (69)第一部分:思考题实验七十恒温水浴组装及性能测试1、简要回答恒温水浴恒温原理就是什么？主要由哪些部件组成?它们得作用各就是什么?2、简述恒温槽得构造及工作原理。

化学平衡常数及分配系数的测定1。

简述测定反应KI+I 2=KI 3的平衡常数的基本原理。

答：在恒温下,碘(I 2）溶在含有碘离子（I -)的溶液中，大部分成为络离子（I 3-），并存在下列平衡：其平衡常数表达式为:232323I I I I I I I I Ia c c c c K γγγαααθ------⨯== （2) 式中：α，c ，γ分别为活度，浓度和活度系数.由于在同一溶液中，离子强度相同(I —与I 3-电价相同）.由德拜-休克尔公式：I I Z i i +-=1509.0lg 2γ （3）计算可知，活度系数--=3I I γγ (4) 在水溶液中，I 2浓度很小12≈I γ (5） 一定温度下，故得：c I I I a K c c c c K =≈--23θ （6）为了测定平衡常数，应在不干扰动态平衡的条件下测定平衡组成。

在本实验中,当达到上述平衡时,若用硫代硫酸钠标准液来滴定溶液中的I 2浓度,则会随着I 2的消耗，平衡将向左端移动，使I 3-继续分解，因而最终只能测得溶液中I 2和I 3—的总量。

为了解决这个问题,可在上述溶液中加入四氯化碳（CCl 4)，然后充分震荡 (I -和I 3-不溶于CCl 4)，当温度一定时,上述化学平衡及I 2在四氯化碳层和水层的分配平衡同时建立，如图1所示。

首先测出I 2在H 2O 及CCl 4层中的分配系数K d ，待平衡后再测出I 2在CCl 4中的浓度，根据分配系数，可算出I 2在KI 水溶液中的浓度.再取上层水溶液分析，得到I 2和I 3-的总量。

()平衡水层水层＝,,3232---+I I I I c c c c (7）由于在溶液中I —总量不变,固有：平衡平衡初始＝,,,3----I I I c c c （9)因此，将平衡后各物质的浓度代入式(7)就可求出此温度下的平衡常数K c 。

2。

在KI+I 2=KI 3反应平衡常数测定实验中，所用的碘量瓶和锥形瓶哪些需要干燥?哪些不需要干燥？为什么?答:配置2号液的碘量瓶需要干燥，配置1号液的碘量瓶和锥形瓶不需要干燥。