1、基础化学实验I（无机化学与化学分析实验）化学国家级实验教学示范中心化学国家级实验教学示范中心Northwest University1、BaSO4饱和溶液饱和溶液的制备的制备首次训练首次训练2、电导率仪电导率仪的使用的使用首次训练首次训练3、离心机离心机的使用的使用巩固练习巩固练习实验技能训练要点一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、结果与讨论五、实验延伸六、思考题一、实验目的一、实验目的1. 了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和 方法。方法。2. 学习电导率仪的使用。学习电导率仪的使用。二、实验原理二、实验原理通过测定难容电解质溶液的电导或电导率，根
2、据电导通过测定难容电解质溶液的电导或电导率，根据电导或电导率或电导率与浓度的关系，计算出难溶电解质的溶解度而与浓度的关系，计算出难溶电解质的溶解度而计算出溶度积。计算出溶度积。 G G = (1)= (1)R1 1.电导和电导率电导和电导率 电解质溶液的导电能力大小，可以用电阻电解质溶液的导电能力大小，可以用电阻R或电导或电导G来表示，两者互为倒数：来表示，两者互为倒数：R 或或 R= (2)AlAl 在一定温度下，两电极间溶液的电阻与两电极间在一定温度下，两电极间溶液的电阻与两电极间的距离的距离(l)成正比，与电极面积成正比，与电极面积(A)成反比：成反比：为比例常数，称为电阻率，它的倒数称
3、为电导率，为比例常数，称为电阻率，它的倒数称为电导率，以以K表示。表示。K= ，单位为，单位为Sm-1。1由由(1)(1)和和(2)(2)式可得：式可得： G G = =K K 或或 K K= =G G (3) (3) lAAl 电导率电导率表示相距表示相距1m，面积为，面积为1m2的两个电极之间的两个电极之间的电导。式中的的电导。式中的 称为电极常数或电导池常数。称为电极常数或电导池常数。 由于实际应用中的由于实际应用中的G 单位太大，因此采用毫西单位太大，因此采用毫西(ms)或微西或微西(s)，而，而m则采用则采用cm表示，即表示，即 1 sm-1 =103 m scm-1 =106 sc
4、m-1。 Al0 = (sm2mol-1) (4)c2.摩尔电导摩尔电导(率率)和溶度积和溶度积 在一定温度下，相距在一定温度下，相距1m的两个平行电极之间，含的两个平行电极之间，含有有1mol电解质溶液的电导，称为摩尔电导电解质溶液的电导，称为摩尔电导(或摩尔电或摩尔电导率导率)，以，以0(希腊字母，名称希腊字母，名称Lambulla)表示，即表示，即硫酸钡的溶解度很小，其饱和溶液可以看成是无硫酸钡的溶解度很小，其饱和溶液可以看成是无限稀释的溶液，因而溶液中离子之间的相互影响可限稀释的溶液，因而溶液中离子之间的相互影响可以忽落不记，所以溶液的摩尔电导以忽落不记，所以溶液的摩尔电导(率率) 0
5、可以认为可以认为是两种离子摩尔电导之和：是两种离子摩尔电导之和： 0(BaSO4) =0(Ba2+) +0(SO42-) (5)c(BaSO4)= ( moldm-3) (6)BaSO(1000)BaSO(404K 一些离子的一些离子的0 可以从物理化学手册或化学手册中可以从物理化学手册或化学手册中查得，因此只要测得查得，因此只要测得BaSO4饱和溶液的电导率或电导饱和溶液的电导率或电导,利用利用(4)式就能算出式就能算出BaSO4的浓度的浓度(即溶解度即溶解度)而算出其而算出其溶度积：溶度积：在在BaSO4的饱和溶液中，存在着下列平衡：的饱和溶液中，存在着下列平衡： BaSO4(s) Ba2
6、+ + SO42-在一定温度下，其溶度积为在一定温度下，其溶度积为 Ksp(BaSO4) = c(Ba2+) c(SO42-)=c2(BaSO4) (7)但在实验中，所测得的但在实验中，所测得的BaSO4 饱和溶液的电导率或电导，包饱和溶液的电导率或电导，包含有水电离出的含有水电离出的H+或或OH- ，所以计算时必须减去，即，所以计算时必须减去，即 K(BaSO4)=K(BaSO4溶液溶液)-K(H2O) 或或 G(BaSO4)= G(BaSO4溶液溶液)- G (H2O) (8) Ksp(BaSO4)= 2 (9)在在25时时Ksp(BaSO4)= 2 (10) 根据根据(3)、(8)和和(
7、9)也可得到也可得到Ksp(BaSO4)= 2 (11) )(BaSO1000O)(H)K(BaSO4024K)BaSO(100010O)(H)(BaSO40424KK)BaSO(1000)OH()BaSO(4024AlGG 至此，根据至此，根据(2-26)、(2-27)和和(2-28)式可以得出硫酸钡溶度式可以得出硫酸钡溶度积的计算式为积的计算式为(一一) 具体操作方法具体操作方法1.BaSO4沉淀的制备沉淀的制备 各取各取0.05 molL-1 BaCl2和和H2SO4 溶液溶液30mL加入两个小烧杯中加入两个小烧杯中将将H2SO4溶液加热近沸，在不断搅拌下，逐滴将溶液加热近沸，在不断搅拌
8、下，逐滴将BaCl2溶液溶液 加入到加入到H2SO4溶液中，加完后以表面皿作盖，继续加热煮沸溶液中，加完后以表面皿作盖，继续加热煮沸5分钟，再小火保温分钟，再小火保温10分钟，搅拌数分钟后，取下静置、陈化。分钟，搅拌数分钟后，取下静置、陈化。当沉淀上面的溶液澄清时，用倾析法倾去上层清夜。当沉淀上面的溶液澄清时，用倾析法倾去上层清夜。 三、实验步骤三、实验步骤将沉淀和少量余液用玻璃棒搅成乳状，分次转移至离心管将沉淀和少量余液用玻璃棒搅成乳状，分次转移至离心管中，进行离心分离，弃去溶液。中，进行离心分离，弃去溶液。在小烧杯中盛约在小烧杯中盛约40 mL蒸馏水，加热近沸，用其洗涤离心管蒸馏水，加热近
9、沸，用其洗涤离心管中的中的BaSO4沉淀，每次加入约沉淀，每次加入约45 mL水，用玻棒将沉淀充分水，用玻棒将沉淀充分搅混。再离心分离，弃去洗涤液。重复洗涤至洗涤液中无搅混。再离心分离，弃去洗涤液。重复洗涤至洗涤液中无Cl-为止。为止。2.BaSO4饱和溶液的制备饱和溶液的制备 在上面测得的纯在上面测得的纯BaSO4沉淀中，加入少量水，用玻璃棒将沉沉淀中，加入少量水，用玻璃棒将沉淀搅混后，全部转移到小烧杯中，再加蒸馏水淀搅混后，全部转移到小烧杯中，再加蒸馏水60mL，搅拌均，搅拌均匀后，以表面皿作盖，加热煮沸匀后，以表面皿作盖，加热煮沸35分钟，稍冷后，再置于冷分钟，稍冷后，再置于冷水浴中搅拌
10、水浴中搅拌5分钟，重新浸入少量冷水中静置，冷却至室温。分钟，重新浸入少量冷水中静置，冷却至室温。当沉淀至上面的溶液澄清时，即可进行电导或电导率的测定。当沉淀至上面的溶液澄清时，即可进行电导或电导率的测定。3.电导率的测定电导率的测定 (1) 测定制备测定制备BaSO4饱和溶液的蒸馏水的电导率。饱和溶液的蒸馏水的电导率。 (2) 测定测定BaSO4饱和溶液的电导率。饱和溶液的电导率。电导率数据室温/ K(BaSO4溶液)/ Scm-1 K(H2O)/ Scm-1 (二二) 注意事项注意事项:1. 实验中确保实验中确保Cl-除干净，测量除干净，测量电导率电导率要使用同一要使用同一台台电导率仪电导率
11、仪。 2. 数据记录在专用的记录本，并注意保持数据的数据记录在专用的记录本，并注意保持数据的 原始性。原始性。 3. 注意沉淀洗涤和转移的方法注意沉淀洗涤和转移的方法。 4. 注意离心机和注意离心机和电导率仪的使用。电导率仪的使用。(三三) 提问提问 1. 何谓极限摩尔电导率，什么情况下？何谓极限摩尔电导率，什么情况下？2. 在什么条件下可用电导率计算溶液浓度？在什么条件下可用电导率计算溶液浓度？ (1) 计算计算BaSO4的溶度积。的溶度积。 (2) 计算实验的相对误差。计算实验的相对误差。 (3) 讨论产生实验误差的原因。讨论产生实验误差的原因。表 2-8 电导率数据室温/ K(BaSO4溶液)/ Scm-1 K(H2O)/ Scm-1 四、结果与讨论四、结果与讨论（一）延伸实验（一）延伸实验 用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度原理和用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度原理和操作步骤，以及应该注意的问题。操作步骤，以及应该注意的问题。（二）参考书 复旦大学等编,庄继光等修订.物理化学实验(第三版),北京:高等教育出版社2004.6. 五、实验延伸五、实验延伸 1.制备制备BaSO4时，为什么要洗至无时，为什么要洗至无Cl-？ 2.制备制备BaSO4饱和溶液时，溶液底部一定要有沉淀吗？饱和溶液时，溶液底部一定要有沉淀吗？六、思考题六、思考题
