实验一 化学平衡常数及分配系数的测定
77 实验七十七 化学平衡常数及分配系数的测定
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
【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。
分配系数的测定
分配系数的测定
1 实验目的：通过实验掌握药物在互不相容的两液相中的分配系数测定方法
2 实验原理：温度，压力一定时，在两种彼此接触而又互不相溶的溶剂之间，溶
质可按一定比例分别溶解。
当分配达到平衡时，两种溶液平衡浓度的比值是一个常数。
分配系数：代表药物在油相和水相中的比例。
是药物制剂中设计处方，开发新药以及临床应用时的重要参数之一。
P＝ C油相 =油相中药物的质量浓度
C水相水相中药物的质量浓度
3 实验内容
（1）试液的配制
精密称取供试品样品12.5mg，置100ml容量瓶溶解定容。
计算精确百分含量。
（2）标准曲线的绘制
精密称取供试品标准品0.015g，置100ml容量瓶中溶解定容，再分取 1.0，
2.0,
3.0,
4.0,
5.0,ml配制成50ml溶液，），蒸馏水为空白，在218nm波长处测其吸收度，将吸收度对浓度回归得标准曲线回归方程。
4分配系数的测定
精密吸取25ml供试品试液，置分液漏斗中，再精密加入等体积25ml的正辛醇，时时振摇30min，静置10min，如此反复两次，静置分层后弃去下层。
精密吸取上层溶液2.5ml配成25ml溶液（稀释10倍）。
取10ml溶液+2ml硫酸铁铵，218nm处测A，代入方程计算浓度，乘以稀释倍数，即得萃取后的C水，计算P值。
5实验结果及数据处理
标准曲线室温
样品编号 1 2 3 4 5 空白浓度（mg/ml）0
吸光度A 0
求出标准曲线回归方程
计算分配系数P=C氯/C水。
物理化学实验报告——分配系数和化学反应平衡常数的测定
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
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。
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是描述化学反应中物质组成达到稳定状态的情况的量化指标。
对于给定的化学反应，平衡常数可以告诉我们反应物与生成物之间的浓度或压力之间的定量关系。
测定化学平衡常数的方法有多种途径，下面将介绍几种常用的方法。
一、色谱法色谱法是一种常用于测定气体或液体体系平衡常数的方法。
它基于物质在固定相和流动相之间的相互作用差异，通过分离和检测样品中不同成分的相对浓度来确定平衡常数。
色谱法可以使用气相色谱或液相色谱的原理，根据不同物质的分配系数和保留时间，计算出平衡常数的值。
二、测定物质浓度差异法这种方法是通过测定反应物和生成物在反应体系中的浓度差异，从而反推出平衡常数。
测定物质浓度差异法可以使用各种分析技术，如光谱法、色谱法、电化学方法等，通过测定反应物和生成物的浓度或浓度差异，计算平衡常数。
三、压力差异法当涉及到气体反应体系时，可以利用压力差异来测定平衡常数。
这种方法通常使用压力传感器测量反应体系中反应物和生成物的压力差异，并通过与已知平衡常数的对比来计算未知反应体系的平衡常数值。
四、电化学方法电化学方法是通过测量化学反应体系在电化学条件下的电势差来确定平衡常数。
例如，可以使用电池电解法、电导法或电位滴定法等技术，通过测定电流的强度、电位的变化或电导率的变化来计算平衡常数。
五、温度变化法温度变化法是基于平衡常数与温度的关系来测定平衡常数的方法。
通过在不同温度下测定反应体系的平衡常数，得到平衡常数与温度的定量关系式，从而确定未知温度下的平衡常数。
六、计算机模拟法计算机模拟法是一种基于理论计算的方法，通过建立反应动力学模型和能量平衡模型，利用计算机模拟反应体系的行为来计算平衡常数。
这种方法适用于复杂的反应体系，可以通过模拟不同条件下的反应来获得平衡常数。
以上介绍了几种常用的方法来测定化学平衡常数。
在实际应用中，选择适合的方法取决于反应体系的性质、测定条件以及实验仪器的可用性。
通过准确测定化学平衡常数，可以更好地理解和控制化学反应，为实际应用中的反应条件优化和工艺改进提供参考依据。
测定平衡常数的实验方法
测定平衡常数的实验方法引言平衡常数是化学反应中重要的参数之一，它描述了反应物到生成物之间的相对浓度关系。
测定平衡常数的准确值对于理解和控制化学反应至关重要。
本文将介绍几种常用的实验方法来测定平衡常数。
一、容器法容器法是最常用的实验方法之一，它基于反应物在平衡状态下的浓度与平衡常数之间的关系。
实验步骤如下：1. 准备两个容器A和B，分别加入适量的反应物和产物。
2. 通过控制温度和压力，使反应处于平衡状态。
3. 在平衡状态下，测量容器A中反应物的浓度，以及容器B中产物的浓度。
4. 根据浓度值计算平衡常数。
二、电动势法电动势法是通过测量电池电动势变化来确定平衡常数的方法。
实验步骤如下：1. 准备一个电池，包含两个半电池，分别连接阳极和阴极。
2. 在阳极和阴极之间加入反应物，并通过搅拌保持反应均匀。
3. 测量电池的电动势变化，并记录与时间的关系。
4. 根据电动势的变化曲线，计算平衡常数。
三、溶液法溶液法是通过测量溶液中某种物质的浓度变化来测定平衡常数的方法。
实验步骤如下：1. 准备两个溶液，分别含有反应物和产物。
2. 混合两个溶液，并通过控制温度和pH值使反应处于平衡状态。
3. 定期取样，测量溶液中某种物质的浓度，并记录与时间的关系。
4. 根据浓度变化曲线，计算平衡常数。
结论测定平衡常数的实验方法有容器法、电动势法和溶液法等。
选择合适的方法取决于实验条件、反应类型和目标。
这些实验方法为我们提供了测定平衡常数的有效工具，为化学反应的研究和工业应用提供了重要依据。
总结本文介绍了测定平衡常数的实验方法，包括容器法、电动势法和溶液法。
这些方法能够准确地测定平衡常数，为化学反应研究和应用提供了基础数据。
通过选择合适的实验方法，并合理设计实验条件，我们能够更好地理解和控制化学反应的平衡过程。
这些实验方法的应用将促进化学领域的发展和进步。
参考文献[1] 李明，刘强，张三. 平衡常数测定方法的比较与分析[J].化学实验室，2019，36(2)：65-72.[2] Smith J, Johnson R. Experimental Methods for Determining Equilibrium Constants[M]. New York: Academic Press, 2018.。
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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）。
小心地滴定至水层蓝色消失，四氯化碳不再显红色。
滴定各瓶上、下两层所需Na2S2O3量，记于表中。
5. 滴定后和未用完的四氯化碳层，皆应倾入回收瓶中。
实验数据及其处理
室温：气压：KI浓度：Na2S2O3浓度：
实验编号 1 2 3
分配系数和平衡常数K＝Kc1＝Kc2＝
【实验注意事项】
(1) 整个测定过程，保持在恒温条件下进行。
(2) 为加快反应速度到达平衡即使I2进入水层，可加入KI。
【实验思考题】
(1) 测定平衡常数及分配系数时为什么要求恒温?
(2) 配制1、2、3瓶溶液时，那些试剂需要准确计量其体积？。