实验八 碘与碘离子平衡常数的测定
碘分配系数及平衡常数的计算
碘分配系数及平衡常数的计算
马琳;莫春生;徐旭耀;许丽梅;苗碗根
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2010(37)4
【摘要】在碘和碘离子反应平衡常数的测定实验中,由于碘的水溶液较难配制且与碘四氯化碳溶液构成的复相系统不易建立平衡,文章因此采用两种不同浓度的KI溶液与碘的四氯化碳溶液构成两个复相平衡系统,采用氧化-还原滴定方法确定各组分平衡浓度,并在此实验基础上推导出了碘的分配系数及反应平衡常数的计算公式.实验表明,采用上述方法建立的复相系统较易达到平衡,实验测定的分配系统和平衡常数更为准确.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】马琳;莫春生;徐旭耀;许丽梅;苗碗根
【作者单位】湛江师范学院,化学科学与技术学院,广东,湛江,524048;湛江师范学院,化学科学与技术学院,广东,湛江,524048;湛江师范学院,化学科学与技术学院,广东,湛江,524048;湛江师范学院,化学科学与技术学院,广东,湛江,524048;湛江师范学院,化学科学与技术学院,广东,湛江,524048
【正文语种】中文
【中图分类】TQ
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化学平衡常数的测定方法
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。
关于碘和碘离子反应平衡常数的测定实验的一些探讨
关于碘和碘离子反应平衡常数的测定实验的一些探讨∗鲍克燕;毛武涛;刘光印;罗晶;牛明浩;王炜博;李贝贝【摘要】The determination of iodine and iodine ion reaction equilibrium constant is one of the most important experiments in basic Inorganic Chemistry experiment. The experimental purpose is to strengthen student’s understanding of chemical equilibrium and the equilibrium constant, understand the principle of equilibrium constant movement and titration operating practice. Some problems and defects of traditional procedure of this experiment were found and the reasons were discussed. The problems were analyzed, and the corresponding improvement method was put forward, which improved the accuracy of the experiment and deepened students understanding and cognition of Inorganic Chemistry experiment.%碘和碘离子反应平衡常数的测定是基础无机化学实验的重要内容，实验目的是加强学生对化学平衡、平衡常数的理解并了解平衡常数移动的原理，并练习滴定操作。
碘单质与碘离子反应平衡常数的测定
「碘单质与碘离子反应平衡常数的测定」是一个深奥而又引人入胜的化学主题。
在化学反应中，平衡常数是一个非常重要的参数，它揭示了反应物和生成物之间的相对浓度关系。
在本篇文章中，我将从碘单质与碘离子反应的基本概念、实验方法和测定平衡常数的过程中，深入探讨这一主题，以便读者能更全面地了解并理解这一化学反应中的关键参数。
1. 碘单质与碘离子反应的基本概念在化学中，碘单质（I2）与碘离子（I^-）之间的反应是一种典型的氧化还原反应。
简单来说，当碘单质与碘离子发生反应时，碘单质会失去电子变成碘离子，而碘离子则会得到电子变成碘单质。
这种反应随着反应物和生成物浓度的变化而达到化学平衡，其平衡常数K可以反映出反应物和生成物之间的相对浓度关系。
在实际应用中，测定碘单质与碘离子反应的平衡常数对于了解反应动力学和平衡状态非常重要。
2. 实验方法和测定平衡常数的过程测定碘单质与碘离子反应的平衡常数通常采用分光光度法。
简单来说，实验中先将一定浓度的碘单质与碘离子混合，在一定条件下使其到达平衡状态。
然后使用分光光度计测量在不同反应程度下的溶液吸光度，通过吸光度与溶液中碘的浓度之间的关系，可以得到反应处于平衡时各物质的浓度，从而计算出平衡常数K的数值。
这个过程需要精密的实验操作和数据处理，但能够准确地反映出碘单质与碘离子反应的平衡特性。
3. 我对这个主题的个人观点和理解对于化学反应平衡常数的测定，我个人认为这不仅仅是一个实验技术问题，更是一个了解和探索化学本质的过程。
在实验中，我们不仅需要掌握实验操作的技巧，更需要深入思考化学反应的机理和平衡状态。
通过测定碘单质与碘离子反应的平衡常数，我们可以深入了解反应物浓度对平衡位置的影响，以及反应速率对平衡状态的影响。
这不仅有助于我们对化学反应的理解，更可以为工业生产和环境保护提供重要参考。
对于这一主题的研究和深入探讨具有重要的理论和实际意义。
总结回顾通过本篇文章的阐述，我们对碘单质与碘离子反应平衡常数的测定有了更深入的了解。
物化实验一++化学平衡常数及分配系数的测定
实验一化学平衡常数及分配系数的测定【实验目的】1、了解反应KI+I2→KI3。
2、熟悉测定反应的平衡常数及分配系数的一种方法。
【实验器材】恒温槽1套，250ml碘量瓶3个，50mL移液管，250ml锥形瓶4个，碱式滴定管1支，100ml量筒1个0.01mol/L Na2S2O3标准溶液，0.1 mol/L KI溶液，分析纯四氯化碳，碘的四氯化碳饱和溶液，0.1%淀粉溶液【实验原理】定温、定压下，碘和碘化钾在水溶液中建立如下的平衡：KI+I2→KI3，为了测定平衡常数，若用标准溶液来滴定溶液中I2的浓度，平衡将向左移动，使KI3继续分解，因而最终只能测定溶液中I2和KI3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KI3不溶于四氯化碳），当温度和压力一定时，上述平衡及I2在四氯化碳和水层的分配平衡同时建立。
测得四氯化碳层中I2的浓度，即可根据分配系数求得水层中I2 的浓度。
其反应式为：S2O32-＋I2→S4O62-＋I-，设水层中KI和KI3总浓度为b，KI的初始浓度为c，四氯化碳层I2的浓度为a’，I2在水层及四氯化碳的分配系数为K，实验测定分配系数K及四氯化碳层中I2的浓度a’后，则根据K＝a’/a，即可求得水层中I2的浓度a。
再从已知c及测得的b，即可求得平衡常数：Kc=[KI3]/[ I2][KI]＝(b-a)/a[c-(b-a)]【实验内容】1. 按列表要求将溶液配于碘量瓶中，并将数据记录于表中；2. 将配好的溶液置于30℃的恒温槽内，每隔5分钟取出震荡一次，约半小时后，按表列数据取样进行分析。
3. 水层分析时，用Na2S2O3滴定，加淀粉溶液做指示剂，然后仔细滴定至蓝色恰好消失。
4. 取CCl4层分析时，用洗耳球使移液管较微鼓泡通过水层进入四氯化碳层，以免水进入移液管中。
于锥形瓶中加入10～15ml水，6滴淀粉溶液，然后将四氯化碳层样放入水层（为增快I2进入水层，可加入KI）。
分配系数和化学反应平衡常数的测定
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。
实验八 碘与碘离子平衡常数的测定
实验八、碘与碘离子平衡常数的测定Ⅰ、目的要求1．学会用碘量瓶测定一定温度下碘与碘离子反应的平衡常数。
掌握从两液相平衡中取样分析的方法。
2．了解碘在四氯化碳和水中的分配系数。
3．了解温度对分配系数及平衡常数的影响Ⅱ、实验原理碘溶于碘化物（如KI）溶液中，主要生成I3-，形成下列平衡：I2 + I- = I3-(1)其平衡常数K为式中a、c、γ分别为活度、浓度和活度系数。
在浓度不大的溶液中故得但是，要在KI溶液中用碘量法直接测出平衡时各物质的浓度是不可能的，因为当用Na2S2O3滴定I2时，（1）式平衡向左移动，直至I3-消耗完毕，这样测得的I2量实际上是I2及I3-之和。
为了解决这个问题，本实验用溶有适量碘的四氯化碳和KI溶液混合振荡，达成复相平衡。
I-和I3-不溶于CCl4，而KI溶液中的I2不仅与水层中的I-, I3-成平衡，而且与CCl4中的I2也建立平衡，如图所示。
由于在一定温度下达到平衡时，碘在四氯化碳层中的浓度和在水溶液中的浓度之比为一常数（分配系数）。
因此当测定了碘在四氯化碳层的浓度后，便可通过预先测定的分配系数求出在KI溶液中的浓度。
而分配系数K d可借助于I2在CCl4和纯水中的分配来测定。
再分析KI溶液中的总碘量得C I2(KI溶液)+C I3-，减去C I2(KI溶液)即得C I3-。
由于形成一个I3-要消耗一个I-，所以平衡时的浓度为：c=c I-°(即KI溶液中I-的原始浓度)-c I3-将C I2(CCl4)、C I3-、C I-代入（3）式即得平衡常数K。
Ⅲ、仪器与试剂超级恒温槽一台、量筒（100ml,25ml）各一个，滴定管（25ml，微量5ml）各一根，洗耳球一个，碘量瓶（250ml）二个，移液管（25ml,5ml），锥形瓶（250ml）二个，0.04 mol·dm-3I2(CCl4)溶液，0.02% I2的水溶液，0.100 mol·dm-3 KI溶液，0.025 mol·dm-3 Na2S2O3标准液，0.5% 淀粉指示剂。
碘的平衡常数测定实验报告
I3－→I－+I2平衡常数的测定一、实验目的1.测定I3－→I－+I2 的平衡常数。
2.加强对化学平衡、平衡常数的理解并巩固平衡移动的原理。
3.练习滴定操作。
二、实验原理碘溶于碘化钾溶液中并建立下列平衡I3－→I－+I2 (1) 在一定温度条件下其平衡常数为：K= c(I-)* c(I2)/ c(I3-) (2) c(I-)、c(I2)、c(I3-)为平衡浓度。
为了测定平衡时的c(I-)、c(I2)、c(I3-)，可用过量固体碘与已知浓度的碘化钾溶液一起震荡，达到平衡后，取上层清液，用标准的硫代硫酸钠溶液进行标定，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-由于溶液中存在I3－→I－+I2的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液标定，最终测到的是平衡时I3-和I2的总浓度。
这个总浓度是c，则：c=c(I2)+c(I3-)c(I2)可通过在相同温度条件下，测定过量固体碘与水处于平衡时，溶液中碘的浓度来代替。
设这个浓度为c1，则c(I2)=c1代入整理得：c(I3-)=c- c(I2)=c-c1从(1)式可以看出，形成一个I3-就需要一个I-，所以平衡时I-的浓度为c0-c(I2)，式中c0为碘化钾的起始浓度。
将c(I-)、c(I2)、c(I3-)代入式(2)即可求得在此温度条件下的平衡常数KΘ。
三、仪器与试剂量筒(10ml、100ml)，吸量管(10ml)，移液管(50ml)，碱式滴定管，碘量瓶(100ml 、250ml)，锥形瓶(250ml)，洗耳球。
碘(s)，KI(0.0100mol/L、0.0200mol/L)，NaS2O3标准溶液(0.0050mol/L)，淀粉溶液(0.2%)四、实验内容1.取两只干燥的100ml碘量瓶和一只250m l的碘量瓶，分别标上1、2、3号。
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实验八、碘与碘离子平衡常数的测定
Ⅰ、目的要求
1．学会用碘量瓶测定一定温度下碘与碘离子反应的平衡常数。
掌握从两液相平衡中取样分析的方法。
2．了解碘在四氯化碳和水中的分配系数。
3．了解温度对分配系数及平衡常数的影响
Ⅱ、实验原理
碘溶于碘化物（如KI）溶液中，主要生成I3-，形成下列平衡：I2 + I- = I3-(1)
其平衡常数K为
式中a、c、γ分别为活度、浓度和活度系数。
在浓度不大的溶液中故得
但是，要在KI溶液中用碘量法直接测出平衡时各物质的浓度是不可能的，因为当用Na2S2O3滴定I2时，（1）式平衡向左移动，直至I3-消耗完毕，这样测得的I2量实际上是I2及I3-之和。
为了解决这个问题，本实验用溶有适量碘的四氯化碳和KI溶液混合振荡，达成复相平衡。
I-和I 3-不
溶于CCl4，而KI溶液中的I2不仅与水层中的I-, I3-成平衡，而且与CCl4中的I2
也建立平衡，如图所示。
由于在一定温度下达到平衡时，碘在四氯化碳层中的浓度和在水溶液中的浓
度之比为一常数（分配系数）。
因此当测定了碘在四氯化碳层的浓度后，便可通过预先测定的分配系数求出在KI溶液中的浓度。
而分配系数K d可借助于I2在CCl4和纯水中的分配来测定。
再分析KI溶液中的总碘量得C I2(KI溶液)+C I3-，减去C I2(KI溶液)即得C I3-。
由于形成一个I3-要消耗一个I-，所以平衡时的浓度为：c=c I-°(即KI溶液中I-的原始浓度)-c I3-
将C I2(CCl4)、C I3-、C I-代入（3）式即得平衡常数K。
Ⅲ、仪器与试剂
超级恒温槽一台、量筒（100ml,25ml）各一个，滴定管（25ml，微量5ml）各一根，洗耳球一个，碘量瓶（250ml）二个，移液管（25ml,5ml），锥形瓶（250ml）二个，0.04 mol·dm-3I2(CCl4)溶液，0.02% I2的水溶液，0.100 mol·dm-3 KI溶液，0.025 mol·dm-3 Na2S2O3标准液，0.5% 淀粉指示剂。
Ⅳ、实验步骤
1．控制超级恒温槽温度为25℃。
2．取2个250ml碘量瓶，标上号码，按下表配制体系：配好即塞紧。
编号0.02% I2的水溶液0.100 mol·dm-3 KI溶液0.04 mol·dm-3 I 2(CCl4)溶液
1 2 100ml
100ml
25ml
25ml
3．将配好的体系均匀振荡，然后置于恒温槽中恒温1小时，恒温期间应经常振荡，每个样品至少要振荡五次，如要取出槽外振荡，每次不要超过半分钟，以免温度改变，影响结果。
最后一次振荡后，须将附在水层表面的CCl4振荡下去，待两液层充分分离后，才吸取样品进行分析。
4．在各号样品瓶中，准确吸取25ml水溶液层样品二份，用Na2S2O3标准溶液滴定（1号水层用微量滴定管，2号水层用25ml滴定管），滴至淡黄色时加数滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色，继续用液滴至蓝色刚消失。
准确吸取5ml CCl4层样品二份（为了不让水层样品进入移液管，必须用一指头塞紧移液管上端口，直插入层CCl4中或者边向移液管吹气边插入CCl4层），放入盛有蒸馏水的锥形瓶中，加入少许固体KI或少量浓KI溶液，以保证CCl4层中的I2完全提取到水层中，同样用Na2S2O3标准液滴定（1号层样品用25ml 滴定管，2号用微量滴定管）。
Ⅴ、数据记录和处理
1．数据记录：槽温：Na2S2O3浓度：KI溶液浓度：
2．数据处理：
（1）由1号样品的数据按式（6）计算分配系数；
（2）由2号样品的数据计算C I2、C I3-、C I-及K，计算时注意当量浓度和摩尔浓度的区别和换算。
3．讨论和说明：
（1）由1号样品计算分配系数，实际上可按下式直接计算：Kd=25/5·V(CCl4)/V(水溶液)
式中V(CCl4)、V(水溶液)分别为滴定5ml CCl4层样品信25ml水层样品所要消耗的Na2S2O3溶液体积。
（2）碘溶于碘化物溶液中时，还形成少量的I7-等离子，但因量少，本实验可忽略不计。
（3）测分配系数Kd时，为了使体系较快达到平衡，水中预先溶入超过平衡时的碘量（约0.02%），使水中的碘向CCl4层移动，达到平衡。
（4）平衡常数与温度有关，本实验的Kd及K也不例外，在一系列不同温度下，测定Kd值及K值，按下
列公式可求得I3-的离解热ΔH：
式中-ΔH/2.303R为lgK-1/T曲线的斜率，B为截距。
Ⅵ、思考题
如何通过实验求离解热ΔH？请设计实验方案。
Ⅶ、参考资料
《物理化学实验》上册，复旦大学等编，高等教育出版社，P58—60。