电导率法探究碘在水中的溶解性
电导法测定难溶盐的溶解度
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•掌握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，1即电导：G - ⑴R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：R p - (2)Ap是比例常数，称为电阻率或比电阻。
A根据电导与电阻的关系，则有：G K —(3)lk称为电导率或比电导K =1/p，它相当于两个电极相距1m，截面积为宀导体的电导，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A表示之。
如溶液的浓度以C表示，则摩尔电导可以表示为： A m - (4)c式中Am的单位是二工皿；C的单位是■' ■'1 11 ：o Am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：-G —A1 |或--?- (5)R A对于确定的电导池来说，I/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。
本实验测定硫酸钡的溶解度。
直接用电导率仪测定；硫酸钡饱和溶液的电导率(-溶液)和配制溶液用水的电导率(-水)。
因溶液极稀，必须从溶液的电导率Bbso4Bbso4溶液H 2O （K溶液）中减去水的电导率（K水），即为：BaSO4mBaSO4根据（4）式，得到： C 式中：C是难溶盐的饱和溶液的浓度。
由于溶液极稀，Am可视为ABaSO4mBaSO4 二因此： C硫酸钡的极限摩尔电导可以查表得。
因温度对溶液的电导有影响，本实验在恒温下测定。
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：0.01mol/l标准氯化钾溶液，BaSC h （A.R.），电导水。
化学小实验溶解实验报告
一、实验目的1. 探究不同溶质在不同溶剂中的溶解度；2. 了解溶解过程中的热效应；3. 熟悉溶解实验的基本操作。
二、实验原理溶解是指溶质分子或离子在溶剂分子作用下，从固态、液态或气态转变为溶液的过程。
溶解度是指在一定温度下，单位体积的溶剂中所能溶解的溶质的最大量。
溶解过程中，溶质与溶剂分子之间会发生相互作用，导致能量变化，产生热效应。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：烧杯、玻璃棒、电子天平、温度计、量筒、试管、滴管；2. 试剂：氯化钠、蔗糖、碘、酒精、水。
四、实验步骤1. 称取一定量的氯化钠、蔗糖、碘，分别放入三个烧杯中；2. 向三个烧杯中加入等量的水，用玻璃棒搅拌；3. 观察溶解现象，记录溶解度；4. 用酒精代替水，重复步骤2、3；5. 记录不同溶剂中的溶解度；6. 用温度计测量溶解过程中的温度变化。
五、实验数据与结果1. 氯化钠在水中的溶解度：35.9g/100ml；2. 氯化钠在酒精中的溶解度：2.6g/100ml；3. 蔗糖在水中的溶解度：204g/100ml；4. 蔗糖在酒精中的溶解度：1.6g/100ml；5. 碘在水中的溶解度：0.03g/100ml；6. 碘在酒精中的溶解度：2.6g/100ml；7. 溶解过程中温度变化：氯化钠溶解时，水温升高；蔗糖溶解时，水温降低；碘溶解时，水温基本不变。
六、实验分析与讨论1. 溶解度受溶剂和溶质的影响。
氯化钠在水中溶解度较大，而在酒精中溶解度较小；蔗糖在水中溶解度较大，而在酒精中溶解度较小；碘在水中溶解度较小，而在酒精中溶解度较大。
2. 溶解过程中的热效应与溶质的性质有关。
氯化钠溶解时，水温升高，说明溶解过程放热；蔗糖溶解时，水温降低，说明溶解过程吸热；碘溶解时，水温基本不变，说明溶解过程无明显的热效应。
3. 溶解实验过程中，应注意安全操作，避免试剂溅入眼睛或皮肤。
七、实验结论1. 溶解度受溶剂和溶质的影响；2. 溶解过程中的热效应与溶质的性质有关；3. 溶解实验过程中，应注意安全操作。
电导率与溶解度的关系
1、电导率电导率是物质传送电流的能力，与电阻值相对，单位Siemens/cm(S/cm)，该单位的10-6以μS/cm表示，10-3时以mS/cm表示。
电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。
根据欧姆定律，电导率(G)即电阻(R)的倒数，由导体本身决定的。
电导率的基本单位是西门子(S)，原来被称为欧姆。
因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。
单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积。
这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。
2、水的硬度水的硬度是指水中钙、镁离子的浓度，硬度单位是ppm，1ppm 代表水中碳酸钙含量1毫克/升（mg/L）。
硬度单位换算：3、电导率与TDSTDS(溶解性总固体)用来衡量水中所有离子的总含量，通常以ppm表示。
在纯水制造业，电导率也可用来间接表征TDS。
溶液的电导率等于溶液中各种离子电导率之和，比如：纯食盐溶液：Cond=Cond(purewater)+Cond(NaCl)电导率和TDS的关系并不呈线性，但在有限的浓度区段内，可采用线性公式表示，例如：100μS/cm×0.5(asNaCl)=50ppmTDS(μS微西门子)。
从上面两个公式可以知道：纯水的电导率为：0.055uS(18.18兆欧)，食盐的TDS与电导率换算系数为0.5。
所以，经验公式是：将以微西门子为单位的电导率折半约等于TDS(ppm)。
有时TDS也用其它盐类表示，如CaCO3(系数则为0.66)。
TDS与电导率的换算系数可以在0.4~1.0之间调节，以对应不同种类的电解质溶液。
4、电导率与水的硬度水溶液的电导率直接和溶解性总固体浓度成正比，而且固体量浓度越高，电导率越大。
利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值，如前述，为了近似换算方便，1μs/cm电导率=0.5ppm 硬度。
实验 2 电导的测定及其应用——难溶盐溶解度的测定
46.0 4.02
46.6 3.93
T=25℃ -4 κ H2O=3.96μ s/cm=3.96×10 S/m -4 κPbSO4=46.3μ s/cm=46.3×10 S/m -4 -4 -4 κPbSO4=κ 溶液－κH2O=46.3×10 -3.96×10 =42.34×10 S/m c=
PbSO
取约 100ml 重蒸馏水放入一干燥的锥形瓶内，10min 后，测其电导，求平均 值。 V 数据处理 电导 κ
1
κ
2
κ
3
值 溶液 PbSO4 溶液 46.4 重蒸馏水 3.94
46.3 3.96率 =46.3μ s/cm 水的电导率=3.96μ s/cm
电导法测定难溶盐的溶解度
电导法测定难溶盐的溶解度一、实验目的1.掌握惠斯顿电桥测定电导的原理及方法2.掌握电导测定的原理和电导仪的使用方法。
3.学会用电导法测定难溶盐的溶解度二、基本原理1、电导法原理导体导电能力的大小常以电阻的倒数去表示，即有式中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：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：κ称为电导率或比电导，单位：S·m-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。
lmol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式中λ的单位是S.m 2.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。
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。
本实验测定PbSO 4的溶解度，首先测定PbSO 4饱和溶液的电导率，因溶液极稀，必须从k 溶液中减去水的电导率（k H20）：因为：则：ck PbSO PbSO100044=λC 是难溶盐的饱和溶解度，由于溶液极稀，λ可视为λ0，因此：PbSO 4的极限摩尔电导λ0可以根据离子独立移动定律得： 其中25℃时的+-22421,021,0Pb SO 和λλ可查表得到。
2、惠斯顿电桥测电阻的原理三、仪器和试剂DDS —307型电导仪1台；玻璃恒温水浴1台；电导电极（铂黑）1支；锥形瓶100ml3个PbSO4饱和溶液重蒸水四、实验步骤1、连接好电路2、测定重蒸水的电导率取少量重蒸水，浸洗电导电极两次中，将电极插入盛有适量重蒸水的锥形瓶中，液面应高于电极铂片2mm以上。
将锥形瓶放入恒温水槽中，十分钟后测定电导，然后换溶液再测两次，求平均值。
实验七电导法测定难溶盐的溶解度
3.交流电桥平衡的条件是什么？
注意事项：
1.硫酸铅要充分煮沸，除去其中可溶 性杂质，否则硫酸铅溶解度的测定值 将大于其真实值。
2．电解质溶液电导的温度系数较大， 温度变化1℃，温度系数改变约2％。 所以，测量时应注意保持恒温条件。
数据处理
1.求电导池常数； 2.求水的电导率； 3.求溶液的电导率； 4.求硫酸铅的溶解度； 5.文献值。
文献值：
硫酸铅的溶解度：1.49×10-4 mol/L
实验结果与讨论
⑴结果：实测值为c硫酸铅= ⑵计算实验偏差： ⑶分析产生偏差的原因： ⑷有何建议与想法？
思考题
1.为什么要测定电导池常数？如何 测定？
下测定。
电导的测定不仅可以用来测定PbSO4、BaSO4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。
药品仪器
1.示波器或耳机； 2.音频讯号发生器； 3.恒温槽； 4.可变电阻箱； 5. PbSO4(A.R.) ； 6. 0.02 mol·L-1氯化钾溶液移液管；
电导率仪; 电导池; 电导电极; 移液管。
溶液的电导通常利用惠斯顿电桥来
S
测定。线路如图所示。其中S为音频
B
信号发生器（本实验使用的信号频率 C1
Rx
为1000Hz）；R1、R2 和R3 是三个可变
R1
电阻箱的阻值。RX 为待测溶液的阻值；A
H
C
H 为示波器。C1 是与电阻R1 并联的一
R2
R3
个可变电容，用以平衡电导电极的电
容。
D
测定时调节R1、R2、R3和C1，使H无
实验七 电导法测定难溶盐的 溶解度
水溶液的电导性实验与应用
水溶液的电导性实验与应用水溶液的电导性实验和应用在化学研究和实际应用中具有重要的意义。
通过测量水溶液的电导率，可以了解其中存在的离子浓度和电解质性质，从而推断出溶液的化学组成和化学反应。
本文将介绍水溶液电导性实验的原理、实验方法以及电导性在科学研究和实际应用中的具体应用。
一、水溶液的电导性实验原理水溶液的电导性是由其中溶解的电解质离子带来的。
当电解质溶解在水中时，其分子会解离成带电离子，正电荷的离子被称为阳离子，带负电荷的离子被称为阴离子。
这些离子在水中自由移动，形成了电流的传导。
电流的强弱与电解质溶液中离子数量和移动速率有关。
二、水溶液电导性实验方法实验室常用的检测水溶液电导性的仪器是电导仪。
以下是一种常见的水溶液电导性实验方法：1. 准备实验所需材料：电导仪、导电池、电极、试管、草酸、盐酸、葡萄糖等。
2. 按照电导仪的说明书，正确连接导电池和电极，并调整仪器至合适的工作状态。
3. 在试管中加入一定量的待测水溶液，保证试管内的液面接触到电极。
4. 用电导仪测量待测水溶液的电导率。
记录下电导仪上显示的数值。
5. 重复以上步骤，测量不同浓度的溶液以及不同种类的溶液。
三、电导性实验结果分析根据实验测得的电导率数值，可以判断水溶液的离子浓度和电解质性质。
通常情况下，电导率数值越高，表示溶液中存在的离子浓度越大，反之亦然。
通过比较不同浓度溶液的电导率，还可以了解不同浓度下溶液的导电性变化情况。
此外，比较不同种类溶液的电导率可以得出不同溶质的电离程度和导电性能的差异。
比如，草酸溶液和盐酸溶液的电导率相比，可以看出盐酸是强电解质，而草酸是弱电解质。
四、电导性在科学研究中的应用1. 了解离子浓度：通过测量水溶液的电导率，可以推断其中离子的浓度，从而对溶液的化学组成和反应进行研究。
2. 确定反应机理：在某些化学反应中，通过测量反应过程中电导率的变化，可以确定反应的进行程度，从而推测反应的机理。
3. 溶液浓度测定：通过测量一定浓度的标准溶液的电导率，可以建立浓度与电导率之间的关系，从而可以通过测量未知溶液的电导率来推断其浓度。
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电导率法探究碘在水中的溶解性作者：束金华
来源：《化学教学》2018年第03期
摘要：针对用过量碘单质与水配成的碘水溶液颜色会逐渐变深的实验现象，分析其实验原理。
设计相关的探究实验，在17天内测定碘水溶液电导率的变化，并对电导率仪温度补偿原理进行说明。
实验结果表明，随着时间的延长，碘水的电导率逐渐增大。
测量溶液pH前后的变化，估算溶解碘的质量，证实碘在水中溶解度增大，碘水浓度增大。
该探究实验可以促进学生对碘单质在水中溶解本质的理解。
关键词：电导率;碘的溶解度估算;岐化反应;多碘离子;实验探究
文章编号： 10056629（2018）3007003 中图分类号： G633.8 文献标识码： B
1 问题的提出
碘是一种紫黑色晶体，在水中的溶解度很小，25℃时100g水中只能溶解0.030g碘 [1]。
但如果水中含碘离子会使碘单质的溶解度增大，因为发生如下反应： I 2+I -I - 3 [2]。
所以实验室配制碘水，通常加入KI来促进I 2在水中的溶解。
因此有学生认为碘微溶于水，要配制较高浓度的碘水，光用碘单质和水是不行的，必须要加入KI。
那么，在配制碘水时，是否仅用蒸馏水和碘单质就得不到较高浓度的碘水呢？对此，笔者曾多次做过这样的实验：在室温下（25℃），将过量的碘（0.7g）加入100mL蒸馏水中配制碘水（不加KI），振荡溶解。
实验发现刚开始碘水的颜色较浅，为浅黄色。
在试剂瓶中密封保存，放置17天，发现试剂瓶中碘水的颜色逐渐变深，呈棕褐色。
我们根据颜色深浅推断，似乎碘水的浓度变大了。
那么，从浅黄色到棕褐色，碘水的颜色为什么会逐渐变深？这里面发生了什么反应？如何证实碘水的浓度变大了呢？我们考虑用测量碘水溶液电导率变化的方法进行验证。
2 实验部分
2.1 实验器材
2.3 实验内容
2.3.1 碘水的配制
我们将一张滤纸放置在电子天平上，清零。
将少量碘倒在滤纸上，称得其质量m 碘。
将称量好的碘倒入试剂瓶中，盖上试剂瓶盖，发现试剂瓶内出现紫红色蒸气。
然后在试剂瓶中倒入100mL蒸馏水（25℃时，电导率28.3μS/cm， pH=6.91），振荡使碘溶解，发现碘绝大部分没有溶解，同时得到浅黄色溶液。
2.3.2 电导率的测量
我们采用DDS11A型电导率仪（手动温度补偿、电极常数0.989）进行电导率的测量。
我们预测电导率σ与离子浓度c、温度t和时间x相关：σ=f（c， t， x）;而离子浓度c与温度t、时间x相关： c=g（t， x）。
在某一时刻，电导率σ只跟浓度c、温度t相关，即σ=F（c，t）;同时浓度c只随温度t而变，即c=G（t）。
因此σ=F[G（t）， t]，或σ=H（t）。
现有的电导率仪会将电导率σ统一换算到25℃下，以便于比较。
這种换算其实综合了温度t和碘水浓度c两个因素影响。
从σ=H（t）， t=G -1（c），可以得出σ=H[G -1（c）]，或σ=S（c），说明电导率σ还可只跟浓度c相关。
因此长时间多次所测的电导率σ变化其实也反映了25℃下浓度c的变化。
因此需要进行手动测定碘水温度，设定相应补偿温度，这样仪器会把实际所测电导率换算为25℃时对应浓度下的电导率。
换算依据为：σ 实际=σ 25[1+α（t 实际-25）]，α=2%
[4]。
首次打开DDS11A型电导率仪，需设定电极常数为0.989。
测量时，仪器先预热30分钟后，用温度计测量观察当时碘水温度并进行相应温度补偿设定，振荡试剂瓶使溶液均匀，将电极置于碘水中测量刚配制的碘水的电导率（已换算为25℃时的值）并记录。
此后每过24小时即进行一次电导率的测量（测量前振荡试剂瓶）。
经过17天发现碘水电导率逐渐增大，从32.8μS/cm增加到50.8μS/cm。
为了验证H +增多，可以测量实验前后25℃时溶液的pH（因pH计无换算功能，需控制
温度）进行验证。
在刚配制好的碘水测量完电导率后，控制室温于25℃（房间内空调控
制），打开便携式pH计，经过两点校正后，将便携式pH计置于碘水中，测量碘水pH并记录;经过17天，在测量完电导率后，同样控制室温于25℃，将pH计置于碘水中测量碘水pH并记录。
2.3.3 溶解度的估算
为了估算100mL水中溶解了多少碘，我们可以称量实验前后碘单质质量，然后求差值，从而估算出溶解于水中的碘单质质量。
浓度c与温度t、时间x相关，c=g（t， x），而某一时刻浓度c只随温度t而变，即c=G（t）。
最后控制室温于25℃（消除温度对溶解度的影响，便于比较），将碘水中的水缓慢倒入烧杯中，沥干。
将未溶解碘取出，迅速置于滤纸上，滤纸有吸水作用，水分在滤纸上扩散。
再取另一张滤纸，在碘颗粒上擦拭吸干碘颗粒上的水分。
干燥后，在电子天平上放置一张滤纸，清零，将剩余的碘颗粒转移到滤纸上称其质量m 剩余碘。
根据m 溶解碘=m 碘-m 剩余碘可估算出溶解于水中碘的质量。
2.4 原始数据记录
2.4.1 电导率值
注意：每天不同温度下测得的电导率已经过仪器的手动温度补偿处理，仪器自动换算到25℃的电导率值，见表1。
根据电导率σ（已换算为25℃时的值）与溶液配制时间x的实验数据作关系图，得到电导率（已换算为25℃时的值）σ与配制时间x大致呈线性关系，σ=1.029x+34.792，说明碘水电导率（已换算为25℃时的值）随着配制时间增大而增大，证明碘水的浓度增大了。
电导率与时
间关系见图1。
图1 碘水电导率与配制时间关系图
2.4.2 溶液pH（25℃）记录
注意：前后两次都是在25℃下测定。
刚配制好时溶液pH： 6.55。
17天后溶液pH： 5.08。
溶液的pH变小，溶液的酸性有所增强。
H +增多，也说明有碘单质逐渐发生反应I 2+H 2OH ++I -+HIO而溶解。
碘水浓度增大。
2.4.3 碘的溶解度（25℃）
称量所得碘的质量m 碘： 0.7g。
剩余碘的质量m 剩余碘： 0.5g。
溶解碘的质量m 溶解碘=m 碘-m 剩余碘=
0.7g-0.5g=0.2g。
经过17天，室温25℃下，估算出100mL水（100g）中能溶解0.2g碘单质，可见碘单质溶解度增大了，说明碘水浓度变大了。
2.5 实验现象解释
溶液刚配制时颜色较浅，得不到较高浓度的碘水，是因为刚开始碘单质微溶于水，而反应I 2+H 2OH ++I -+HIO， I 2+I -I - 3缓慢，更多的碘单质溶解需要一定时间;刚刚配制时溶液pH 为6.55，17天后为5.08，溶液酸性增强，是因为碘单质与水反应生成氢碘酸和次碘酸，氢碘酸完全解离成H +，导致溶液越来越呈酸性;碘水电导率增大是因为在I -作用下使得碘单质产生诱导偶极，I 2又和I -生成I - 3，碘水中导电离子逐渐增多（主要为H +、 I -、 I - 3）。
所以不加KI也能得到浓度较高的碘水，其原理与加KI原理是一致的，两者共同原因都有I 2+I -I - 3的作用。
3 结语
实验证明，仅用蒸馏水与碘配制碘水，经过较长时间放置，浓度逐渐增大，是可以得到较高浓度的碘水的。
但现有的多数中学化学教科书中，并未提及上述实验事实。
在碘单质的性质教学过程中，我们可以把这个探究实验制作成微课，作为间接化学实验事实 [5]，供中学化学教学参考，也可以供中学生拓展学习，有助于他们消除关于碘单质溶解性的一些不準确的前概念 [6]，促进学生对碘在水中溶解本质的理解，培养学生的实验探究精神。
参考文献：
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