十一电导法测定难溶电解质的溶解度

实验十一 电导率法测定难溶电解质的溶解度

【目的要求】

1．学会用电导率法测定难溶电解质的溶解度和溶度积。 2．了解电导率仪的使用方法。

【基本原理】

对于电解质溶液来说，其电导（符号G ，单位为西门子S ）与电极极片面积A 成正比，与两极片间距离l 成反比。

l

A

K

G = （1） K 为比例系数，相当于相距1m 、面积均为1m 2的两极片间溶液的电导，称为电导率（或比电导），单位为S •m -1。

A ／l 为电导池常数，可以通过测定已知电导率K 的KCl 溶液的电导G 来求得其数值。

K

G

l A = 电导池固定，则电导池常数为定值，任何电解质溶液的电导G 均可利用测定其电导率K 来求算。

摩尔电导率m Λ：摩尔电导率是相距1m 的平板电极间含有1mol 电解质时所具有的电导，它与电导率K 的关系为：

m m KV =Λ （2）

V m 为含有1mol 电解质溶液的体积，单位为m 3•mol -1。电解质溶液的物质的量浓度c m ，单位为mol

•m -3，则V m 应为c m 的倒数，即：

V m ( m 3•mol -1)＝

)

(1

3

-⋅m mol c m （3） 将(3)式代入(2)式得：

m Λ＝

m

c K

（4） m Λ的单位是S •m 2•mol -1。

通常，物质的量浓度c 的单位是mol •dm -3(或mol •L -1)。若将c 代入（4）式则应乘以换算因子1000，（c m =1000c ）则：

c

K

m =

Λ·10-3 （5） 无限稀释摩尔电导率 ∞Λm ：

在无限稀释的溶液中，根据离子独立运动定律，电解质的∞Λm 可以认为是两种离子的摩尔电导率之和：

∞∞Λ=Λm m + ＋ ∞

Λm - （6）

∞Λm +、∞

Λm -为无限稀释时正、负离子的摩尔电导率。

难溶电解质溶解度测定：

由于难溶电解质在水中溶解度很小，溶液极稀，正、负离子间相互作用很小，其饱和溶液的摩

尔电导率可视为等于无限稀释摩尔电导率∞Λm ，即m Λ≈∞

Λm ，然后将（6）式代入（5）式并移项，

得物质的量浓度c ，即为溶解度：

（7）

以BaSO 4为例，由实验测得其饱和溶液的电导率为K （溶液），因为溶液极稀，故不能忽略溶剂水的电导率K （H 2O ），（即水电离出的H +、OH -对溶液电导的贡献不能忽略）。所以难溶盐BaSO 4的电导率应等于溶液的电导率减去水的电导率。

K （BaSO 4）＝K （溶液）－ K （H 2O ） （8） 然后再根据（7）式求得难溶盐饱和溶液的浓度，计算其溶解度和溶度积常数。

【仪器和药品】

DDS-11A 型电导率仪，DJS-1型铂黑电极，BaSO 4饱和溶液，PbCl 2饱和溶液，0.01mol ·L －１

KCl

溶液。

【实验步骤】

1． 蒸馏水电导率测定

将DJS-1型铂黑电极用蒸馏水冲洗3次，插入盛有一定体积蒸馏水的小烧杯中，使蒸馏水液面高出铂片1～2cm ，然后进行电导率测定。 2．BaSO 4饱和溶液电导率测定

将DJS-1型铂黑电极用BaSO 4饱和溶液冲洗3次，插入盛有一定体积BaSO 4饱和溶液的小烧杯中，测定其电导率。测定完毕，用蒸馏水冲洗电极数次，并将其浸泡于蒸馏水中。

3．PbCl 2饱和溶液电导率测定

将DJS-1型铂黑电极用PbCl 2饱和溶液冲洗3次，插入盛有一定体积PbCl 2饱和溶液的小烧杯中，测定其电导率。测定完毕，用蒸馏水冲洗电极数次，并将其浸泡于蒸馏水中。

【DDS-11A 型电导率仪的操作方法】

（1）检查：在打开电源开关前，观察表针是否指零。如不在零处，需调整。 （2）将铂黑电极浸于重蒸馏水中数分钟后，将K 2扳至校正位置。

（3）接通电源，打开电源开关K ，指示灯XE 亮，预热数分钟后调节3W R 使电表指示满刻度。 （4）将高周、低周开关K 3扳到适当位置，（测定蒸馏水、BaSO 4时，K 3扳向低周；测定PbCl 2

时则扳向高周）。

（5）量程选择开关R 1扳到适当位置，（测定蒸馏水、BaSO 4时扳至×10红线处，测定PbCl 2

时扳至×104处）。

（6）调节2W R 使之与电极电导池常数相对应的位置。

（7）用少量待测溶液冲洗电极后，将其插入K X 内，并浸入待测溶液。 （8）调节3W R 使指针指示满度。

（9）将K 2扳向“测量”档，指针指示数乘以R 1所指示的倍数，即为此溶液的电导率，重复测定一次，取其平均值。

（10） 将K 2扳向“校正”位置，取出电极。

（11） 测定完毕，切断电源，电极用重蒸馏水洗涤，并浸于重蒸馏水中备用。