实验6 电导法测定难溶盐的溶解度

一、实验目的

 掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法。

 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)

 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)

 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：

 K硫酸铅=K溶液-K水 (10.7)

 根据10.4式，得到：

 (10.8)

 式中：C是难溶盐的饱和溶液的浓度。由于溶液极稀，Λm可视为Λm∞。因此：

 (10.9)

 硫酸铅的极限摩尔电导可以根据数值求得。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。

三、仪器和试剂

 仪器：恒温槽，电导率仪，电炉一个，锥形瓶两只，试管三支，电导电极。

 试剂：二次蒸馏水配制

四、操作步骤

 调节恒温槽温度至25±0.1℃

 测定电导池常数

 用少量标准KCl溶液洗涤电导电极两次，将电极插入盛适量溶液的试管中，液面高于电极2毫米以上。将试管放入恒温槽内，恒温十分钟后，测定其电导率，然后换溶液再测两次，求其平均值。

 测定硫酸铅溶液的电导率

 将约1克固体硫酸铅放入200毫升锥形瓶中，加入约100毫升二次蒸馏水，摇动并加热至沸腾。倒掉清液，以除去可溶性杂质，按同法重复两次、再加入约100毫升重蒸馏水，加热至沸腾使之充分溶解。然后放在恒温槽中，恒温20分钟使固体沉淀，将上层溶液倒入一个干燥的试管中，恒温后测其电导率，然后换溶液再测定两次，求其平均值。

 测定重蒸馏水的电导率

 将配制溶液用二次蒸馏水约100毫升放入200毫升锥形瓶中，摇动并加热至沸腾，赶出CO2后，取约10毫升蒸馏水放入一个干燥的试管中，待恒温后，测定其电导率三次，求其平均值。

五、结果与讨论

 气压______________ 室温____________ 实验温度______________

 电导池常数的测定

 氯化钾溶液的浓度___________ 氯化钾溶液的电导率____________

 表10.1 标准样品电导率测量数据表

 表10.2 重蒸馏水电导率测量数据表

 表10.3样品电导率测量数据表

 溶解度的平均值：

六、注意事项

 ．实验中温度要恒定，测量必须在同一温度下进行。

 ．每次测定前，都必须将电导电极及电导池洗涤干净，以免影响测定结果。

七、思考题

 为什么要测定电导池常数？

 本实验是否可以用直流电桥？为什么？

 查一下物理化学手册上的PbSO4溶解度，和实验值比较，计算相对误差。为什么会产生误差？

八、参考文献

 复旦大学编，《物理化学实验》，第二版，1993年，高等教育出版社。

 复旦大学编，《物理化学实验》，第一版，1979年，人民教育出版社。

 孙尔康，徐维清，邱金恒 编，《物理化学实验》，第一版，1998年，南京大学出版社。

 东北师范大学等学编，《物理化学实验》，第二版，19年，高等教育出版社。

九、e网连接

 ．http://www.hxc.sdnu.edu.cn/hxx/jiaoxuekejian/wuhuashiyan/III-13-1.HTM

 ．http://202.192.168.54/wulihuaxue/wuhuashiyan/index.htm