電導法測定難溶鹽的溶解度
一,、目的
1. 掌握惠斯頓電橋測定電導的原理和方法
2. 學會電導法測定難溶鹽的溶解度
二,、基本原理
導體導電能力的大小,,常以電阻的倒數(shù)1/R
式中 G 稱為電導,,單位是西門子 S,。
導體的電阻與其長度成正比,,與其截面積成反比,即:
ρ是比例常數(shù),,稱為電阻率或比電阻,。根據(jù)電導與電阻的關系,則有:
k稱為電導率或比電導k=1/ρ它相當于長為 1m,,截面積為 1m2導體的電導,,其單位是S m-1
對于電解質溶液,若濃度不同,,則其電導也不同,。如取 1mol 電解質溶液來量度,即可在給定條
件下就不同電解質溶液來進行比較,。1mol 電解質溶液全部置于相距為 1m 的兩個平行電極之間,,溶液的電導稱之為摩爾電導,以 λ 表示,。如溶液的摩爾濃度以 c 表示,,則摩爾電導可表示為:
式中λ的單位是S·m2·mol-1;c的單位是mol·dm-3,。λ的數(shù)值常通過溶液的電導率k,,經(jīng)(4)式計算
得到。而k與電導G(或電阻R)有直接關系,,由(3)式可知
對于確定的電導池來說,,l/A 是常數(shù),,稱為電導池常數(shù),。電導池常數(shù)可通過測定已知電導率的電解質溶
液的電導(或電阻)來確定。
溶液的電導通常利用惠斯頓電橋來測定,。線路如圖所示,。其中S為音頻信號發(fā)生器(本實驗使用
的信號頻率為 1000Hz);R1,、R2和R3是三個可變電阻箱的阻值,。RX為待測溶液的阻值;H為示波器,。
C1是與電阻R1并聯(lián)的一個可變電容,,用以平衡電導電極的電容。
測定時調節(jié)R1,、R2,、R3和C1,使H無電流通過,。此時,,表明B,、D兩點電位相等,電橋達到了平衡,。
即有
Rx的倒數(shù)即為該溶液電導,。
本實驗是測定PbSO4的溶解度。首先測定PbSO4飽和溶液的電導,,代入(3)式求其電導率(k溶液),。
因溶液極稀,必須從(k溶液)中減去水的電導率(k水)
kPbSO4=k溶液-k水
(為消除由交流電所引起的極化效應,,使用鍍鉑黑電極,,增加電極面積)
三、儀器和試劑
音頻訊號發(fā)生器 1 臺 恒溫槽 1 套
示波器或耳機 1 個 可變電阻箱 3 個
電導電極(鍍鉑黑) 1 支 錐形瓶(200ml) 4 個
0.02 mol·L-1氯化鉀溶液 PbSO4(A.R.)
四,、操作步驟
1.按圖接好線路,。調節(jié)恒溫槽溫度至 25℃。
2.測定電導池常數(shù)
用少量 0.02mol/L KCl 溶液浸洗電導電極兩次,,將電極插入盛有適量 0.02mol/L KCl 溶液的錐形瓶
中,,液面應高于電極鉑片 2mm 以上。將錐形瓶放入恒溫槽內(nèi),,十分鐘后測定電導,,然后換溶液再測
定兩次,求平均值,。
3.測定PbSO4溶液的電導率
將約 1g固體PbSO4放入 200mL錐形瓶中,,加入約 100mL重蒸餾水,搖動并加熱至沸騰,。倒掉清液,,
以除去可溶性雜質。按同樣方法重復兩次,。再加入約 100mL重蒸餾水,,加熱至沸騰,使之充分溶解,。
然后放在恒溫槽中,,恒溫 20 分鐘使固體沉淀,將上層溶液倒入一干燥的錐形瓶中(溶液中不能含有
任何懸浮物,,否則將影響實驗結果,,為什么?),,恒溫后測其電導,,然后換溶液再測兩次,求平均值。
4.測定重蒸餾水的電導率
取約 100mL 重蒸餾水放入一干燥的錐形瓶中,,待恒溫后,,測電導三次,求平均值,。
五,、數(shù)據(jù)記錄和處理
實驗溫度:25℃
1.電導池常數(shù)的測定
氯化鉀溶液的濃度:0.02 mol/L 氯化鉀溶液的電導率:0.2765 S/m