硫酸钡溶度积常数的测定-电导率法

实验九 电导法测定硫酸钡的溶度积沉淀反应是一类广泛存在的反应，常用于对混合物的分离，在日常生活及生物技术的研究中有着重要作用。

沉淀现象在工业生产中常用来提取物料，得到产品；在生物工程中常用于对发酵液的分离提纯，以得到生物制品。

沉淀在日常保健中也有应用，如利用沉淀-溶解平衡原理可通过使用含氟牙膏来预防龋齿。

一、实验目的1. 利用自制的硫酸钡学习电导法测定溶度积的方法。

2. 学习电导率仪原理与使用。

二、预习要点1. 预习溶度积规则2. 预习沉淀溶解平衡以及沉淀的生成和溶解3. 预习电导率仪的使用方法三、实验原理硫酸钡是难溶电解质，在饱和溶液中存在如下平衡：BaSO 4(s) Ba 2+(aq) + SO 42-(aq)θspK (BaSO 4) = c (Ba 2+) × c (SO 42-) = c 2(BaSO 4) 由此可见，只需测定出 c (Ba 2+)、c (SO 42-)、c (BaSO 4)中任何一种浓度值即可求出θspK (BaSO 4)，由于BaSO 4的溶解度很小，因此可把饱和溶液看作无限稀释的溶液，离子的活度与浓度近似相等。

由于饱和溶液的浓度很低，因此，常常采用电导法，通过测定电解质溶液的电导率计算离子浓度。

电导是电阻的倒数，G =lA κ 式中，G —电导，S(西门子)；A —截面积，m 2；l —长度，m ；l /A —电导池常数或电极常数，由电极标出；κ—电导率，S·m -1。

由于测得BaSO 4的饱和溶液的电导率包括水的电导率，因此BaSO 4的电导率：κ(BaSO 4)=κ(BaSO 4溶液)-κ(H 2O)当测定在两平行电极之间溶液的电导时，面积A=1cm 2，电极相距1cm ，溶液浓度为1moL·m -3，则电解质溶液的电导为摩尔电导率，用λ表示。

当溶液浓度无限稀时，正负摩尔电导率之间的影响趋于零，摩尔电导率λ趋于最大值，用λ0来表示，称为极限摩尔电导率。

电导率法测硫酸钡溶液溶度积（Ksp ）
实验目的：测定硫酸钡溶液的溶度积
实验原理：本次实验采用电导率法测硫酸钡的溶度积。

难溶电解质的溶解度很小，会很难直接测定。

通过测定该溶液的电导或电导率，再根据电导与浓度的关系，计算出难溶电解质的溶解度，从而换算出溶度积。

可表达为： 电导率 ：
摩尔电导：
硫酸钡溶解度：
溶度积公式：
又有： 可得：.
又查表可知BaSO 4极限摩尔电导率 ： Λm （BaSO 4）=287.2 S·c m2·mol -1
仪器：电导率仪、离心机、铂电极
步骤：
1.BaSO 4 沉淀的制备
BaCl2和H 2SO 4溶液混合，加热、静置、陈化、分离、洗涤
2..BaSO4饱和溶液的制备
BaSO4沉淀与水混合，加热、搅拌、静置、冷却
3.电导率的测定
1).测定配制BaSO 4饱和溶液的蒸馏水的电导率。

2).测定BaSO 4饱和溶液的电导率。

442(BaSO )(BaSO )(H O)
κκκ=-溶液
数据处理：
思考讨论：
1.实验中产生误差的原因。

2.水的电导为什么不能忽略？。

《无机及分析化学实验》教学大纲【课程编号】【学时学分】120 学时；【开课模式】必修【实验学时】36 学时【上机学时】【课程类型】专业课【考核方式】考试【先修课程】【开课单位】石油化工学院【授课对象】石油化工生产技术、精细化学品生产技术、有机化学品分析、煤化工一、教学目的与任务无机化学和分析化学是一门实验科学为主的基础课程。

实验是无机化学不可缺少的一个重要组成部分，是培养学生独立操作、观察记录、分析归纳、撰写报告等多方面能力的重要环节。

学生通过无机及分析实验课的学习，不仅加深对分析化学基础理论的理解，而且学习和掌握分析化学实验的基本知识、基本操作和基本技能，树立严格的“量”的概念。

培养学生实事求是的科学态度和严谨的科学作风、良好的实验室工作习惯，使其初步具备作为高级工程技术应用型人才的要求。

掌握常量组分定量分析的基础知识和基本操作。

1、掌握常用仪器分析的基本知识和基本操作技术。

2、掌握实验数据的误差分析和统计处理方法。

实验是化学与材料科学学院各专业本科生的一门必修的、独立的基础实验课。

课程的安排服从“一体化、渐定式、多层次、开放式”的教学体系和模式。

着力于培养学生具有宽广的基础知识和熟练的基本技能、能够适应未来社会发展需要的专业人才。

教学内容着眼于为学生今后的发展奠定基础。

学生在学习无机化学专业理论知识的同时，通过实验研究活动，学习和掌握无机化学专业的基本实验技术，研究元素的单质及其化合物的重要性质，熟悉重要无机化合物的制备方法；加深理解和掌握无机化学基本理论和基础知识；比较牢固地掌握化学实验的基本知识和操作技能；培养学生严谨的科学态度；培养学生准确观察化学反应现象，处理实验数据的能力，达到训练学生基本理论知识的综合应用能力。

课程的任务包括：（一）实验室一般知识介绍1．在全部教学过程中，应始终坚持对学生进行实验室安全和爱护公物的教育。

2．简介有效数字和误差理论。

3．介绍正确书写实验记录和实验报告的方法。

电导法测定PbSO 4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PbSO 4在其饱和溶液中存在如下溶解平衡：PbSO 4（s ）↔Pb 2+（aq ）+ SO 42-（aq ）其溶度积为：K sp= c (Pb 2+ ) c (SO 42-)=c （PbSO 4）本实验采用电导法测定PbSO 4的溶度积，惠斯顿电桥G K G ALL A G cell ⨯=⨯=⇒⨯=κκ 由电导率仪测出：O H pbso pbso 244κκκ-=溶液由离子独立移动定律，查表计算：)]21()21([2)(24244-∞+∞∞+=≈so pb pbso m m m pbso λλλλ44)(3pbso pbsom m ol C λκ=⋅- 或 441000)(3pbso pbso dm mol C λκ⋅=⋅-所以：K sp=c 2（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。

25摄氏度硫酸钡极限摩尔电导率【实用版】目录1.硫酸钡的概述2.极限摩尔电导率的定义3.25 摄氏度时硫酸钡的极限摩尔电导率4.硫酸钡饱和溶液的质量浓度计算5.结论正文硫酸钡（BaSO4）是一种不溶于水的白色固体，在工业和生活中有着广泛的应用，如在医疗领域用于 X 射线透视剂、在石油钻探中用作钻井泥浆等。

在化学实验中，硫酸钡经常被用作难溶物的典型代表。

极限摩尔电导率是指在溶液无限稀释的情况下，溶质的摩尔电导率。

在 25 摄氏度时，硫酸钡的极限摩尔电导率为 15.3。

这个值可以帮助我们了解硫酸钡在溶液中的传导能力，进而对相关领域的研究和应用提供参考。

根据硫酸钡的溶解度积常数（Ksp）和极限摩尔电导率，我们可以计算出硫酸钡饱和溶液的质量浓度。

在 25 摄氏度时，硫酸钡的 Ksp 为1.08×10^-10。

假设硫酸钡的饱和溶液中，硫酸根离子（SO4^2-）和钡离子（Ba^2+）的浓度分别为 x 和 y，则根据 Ksp 的定义，有：Ksp = [SO4^2-][Ba^2+]1.08×10^-10 = x * y又因为在无限稀释情况下，硫酸钡的极限摩尔电导率可以表示为：极限摩尔电导率 = (2/3) * (x^2 + y^2)^(3/2)将极限摩尔电导率的值代入，可得：15.3 = (2/3) * (x^2 + y^2)^(3/2)解以上方程组，可以得到硫酸钡饱和溶液中硫酸根离子和钡离子的浓度分别为 x = 1.03910^-5 mol/L，y = 1.03910^-5 mol/L。

因此，硫酸钡饱和溶液的质量浓度为1.03910^-5 mol/L。

综上所述，25 摄氏度时硫酸钡的极限摩尔电导率为 15.3，硫酸钡饱和溶液的质量浓度为 1.03910^-5 mol/L。

实验一化学实验中的基本操作思考题：1)使用滴定管应注意哪些问题？应如何排除滴定管中的气泡？答：(1)洗涤酸式滴定管先用少量的铬酸洗液洗涤后，用自来水洗涤，再用少量蒸馏水洗涤2-3次，最后用待装液润洗2-3次。

酸式滴定管用洗涤液洗涤时，应先将乳胶管摘下后再洗，洗净后再装上。

(2)试漏装入液体至一定刻线，直立滴定管5分钟，观察刻线的液面是否下降，滴定管下端有无水滴滴下，酸式滴定管旋塞缝隙中有无水渗出。

若有滴漏，酸式滴定管应在旋塞上涂一薄层凡士林；碱式滴定管需更换玻璃珠或乳胶管。

(3)赶气泡酸式滴定管快速方液可赶走气泡，；碱式滴定管将胶管向上弯曲，用力挤捏玻璃珠，使溶液从尖嘴排出，排出气泡。

(4)滴定左手使用活塞，左手拇指在前，食指和中指在后，轻轻向内扣住活塞，逐渐放出溶液。

(5)读数读数时视线应与弯月面下缘实线的最低点相切，即实线应与弯月面的最低点在同一水平面上。

为了减小误差，每次都从零开始读数。

排除滴定管中气泡的方法：同(3)2)使用移液管的操作要领是什么？为何要垂直流下液体？最后一滴液体如何处理？答：移液管的操作要领：(1)洗涤应用少量的铬酸洗液洗涤，然后用自来水洗涤，再用少量蒸馏水洗涤2-3次，再用待装液润洗2-3次。

(2)吸取溶液手拿刻度以上部分，将管的下口插入欲取的溶液中，吸取溶液至刻度线2cm以上，迅速用食指堵住移液管管口。

(3)调节液面将移液管垂直提离液面，调节溶液的弯月面底部于刻度线相切(4)放出溶液放液以后使尖嘴口在容器内壁靠约30秒，注意最后一滴的处理，吹或不吹。

为了使液体自由落下，不停留在管内壁，确保移液准确定量，故放液时要垂直流下液体；若移液管上没有注明“吹”字，最后一滴不可吹出，因为在设计移液管时，移液管体积没有包括最后一滴溶液的体积。

3)使用容量瓶配制溶液时，应如何进行定量转移？答：称取一定质量的固体放在小烧杯中，用水溶解，转移过程中，用一根玻璃棒插入容量瓶内，烧杯嘴紧靠玻璃棒，使溶液沿玻璃棒慢慢流入，玻璃棒下端要靠近瓶颈内壁，不要接近瓶口，以免有溶液溢出。

硫酸钡电导率电导率是电解质溶液中离子流动的能力，是一个比较重要的物理量，可以用来描述电解质溶液的电导性质。

硫酸钡是一种常见的无机化合物，其在水中的溶解度很低，因此在研究其电导率时需要特别注意。

本文将重点介绍硫酸钡电导率的相关内容。

1.硫酸钡的基本性质硫酸钡是一种白色粉末，化学式为BaSO4，相对分子质量为233.39。

硫酸钡的晶体结构为正交晶系，空间群为Pnma。

硫酸钡在水中的溶解度很低，每100毫升水中只能溶解0.0021克的硫酸钡。

硫酸钡是一种不溶于水的化合物，但在浓硫酸中可以溶解，形成硫酸钡的溶液。

2.硫酸钡的电离平衡硫酸钡在水中的溶解度很低，因此其溶液中的离子浓度也很低。

硫酸钡的溶解度积为1.08×10^-9，表示了溶液中硫酸钡离子浓度的上限。

硫酸钡分子在水中不会发生电离，因此硫酸钡溶液中只有硫酸钡离子和水分子两种物质。

硫酸钡离子的电荷量为2，因此在硫酸钡溶液中，硫酸钡离子的浓度等于溶液中硫酸钡分子浓度的一半。

3.硫酸钡的电导率硫酸钡是一种不导电的化合物，因此硫酸钡溶液的电导率也很低。

硫酸钡溶液中的电导率主要来自于水分子的电离和水分子与硫酸钡离子之间的电离平衡。

硫酸钡离子在溶液中的浓度很低，因此其对电导率的贡献也很小。

硫酸钡溶液的电导率与溶液的浓度、温度等因素有关。

4.硫酸钡的电导率测定硫酸钡的电导率可以通过电导率仪进行测定。

在测定时，需要先将硫酸钡粉末加入到已知体积的水中，搅拌均匀，使其达到饱和状态。

然后将溶液倒入电导池中，通过电导率仪测定电导率。

需要注意的是，在测定过程中要保证溶液的温度稳定，并避免气泡的干扰。

5.硫酸钡的应用硫酸钡在医药、化工等领域有广泛的应用。

在医药领域，硫酸钡可以用于X射线造影剂的制备，用于检查人体内部器官的情况。

在化工领域，硫酸钡可以用于制备其他硫酸盐，如硫酸钠、硫酸铜等。

此外，硫酸钡还可以用于制备高密度材料，如铅酸钡、钨酸钡等。

总之，硫酸钡是一种重要的无机化合物，其溶液的电导率很低，主要来自于水分子的电离和水分子与硫酸钡离子之间的电离平衡。

实验三 电导率法测定BaSO 4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BaSO 4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BaSO 4的饱和溶液中，存在下列平衡2244()BaSO s Ba SO +-+其溶度积为222444()()()()sp K BaSO c Ba c SO c BaSO +-=•=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BaSO 4的溶解度c (BaSO 4)，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cγλ=（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，0λ（BaSO 4）可以由物理化学手册查得［25℃时，无限稀释的λ（BaSO 4）=421286.8810S m mol --⨯••。

本实验的有关计算中可以近似取用此0λ值。

］因此，只要测得BaSO 4饱和溶液的电导率（γ），根据式（3-1），就可计算出BaSO 4的溶解度c （BaSO 4），进而求出K sp （BaSO 4）。

需要注意的是，实验所测的BaSO 4饱和溶液的电导率γ′其中包括了H 2O 电离的H ＋和OH —的电导率γ（H 2O ）。

在这种稀的溶液中，它们是不可忽略的。

所以'442()()()BaSO BaSO H O γγγ=-44041()()()c BaSO BaSO BaSO γλ=•'42041[()()]1000()BaSO H O BaSO γγλ=-•则 '2442041(){[()()]}1000()sp K BaSO BaSO H O BaSO γγλ=-•四、实验材料/试样0.05mol·L -1BaCl 2、0.05 mol·L -1H 2SO 4、0.1mol·L -1AgNO 3 五、实验设备/仪器/装置电导率仪、温度计100℃、量筒（50ml ，1个）、移液管（20ml ，2支）、烧杯（200ml ，2只）、擦镜纸或滤纸片。