实验六电导法测定BaSO4的溶度积常数

2023年12月21日发(作者：给男孩取名字)

电导法测定BaSO4的溶度积常数 电子教案

电导法测定BaSO4的溶度积常数

【教学目的】

1. 掌握电导法测定难溶电解质溶度积常数的方法。

2. 练习倾析法进行固液分离的操作。

3. 学习电导率仪的原理与使用方法。

【教学重点】

使学生熟练掌握水浴加热、倾析法进行固液分离及沉淀的洗涤等基本操作；学会使用电导率仪。

【教学内容】

一、实验原理

硫酸钡是难溶电解质，在饱和溶液中存在如下平衡:

BaSO4

(s)Ba2+(aq)+SO42−(aq)

2Ksp,BaSO=cBa2+⋅cSO2−=cBaSO4

44只需测出cBaSO4即可求出Ksp,BaSO。由于BaSO4

的溶解度很小，饱和溶液的浓度很低，4因此，常采用电导法，通过测定电解质溶液的电导率计算离子浓度，从而计算其溶度积常数。

电解质溶液中摩尔电导（λ）、电导率（χ）与浓度（c）间存在着下列关系：

λ=χ/c （1）

对难溶电解质，其饱和溶液可近似看成无限稀释溶液，离子间的影响可忽略不计，这时λ0,BaSO4可由物理化学手册查得。溶液的摩尔电导为极限摩尔电导（λ0），因此，只要测得BaSO4饱和溶液的电导率（χ），根据式（1），就可计算出BaSO4的摩尔溶解度cBaSO4，进而算出⎛χBaSO4⎞⎟。由于BaSO4

电导率的测定值包括水的电导率，Ksp,BaSO4，即

Ksp,BaSO4=

⎜⎜1000λ0,BaSO⎟4⎠⎝因此χBaSO4=χBaSO4(溶液)−χH2O，硫酸钡的溶度积常数可由下式计算：

⎡1χχ−⋅=⎢Ksp,BaSO4H2OBaSO4(溶液)1000λ0,BaSO4⎢⎣2()⎤⎥

⎥⎦2

二、实验步骤

1. BaSO4

饱和溶液的制备

量取20mL 0.05mol·L−1 H2SO4溶液和20mL 0.05mol·L−1 BaCl2溶液分别置于100mL烧杯中，加热近沸（到刚有气泡出现），在搅拌下趁热将BaCl2慢慢滴入到（每秒钟约2～3滴）H2SO4溶液中，然后将盛有沉淀的烧杯放置于沸水浴中加热，并搅拌10min，静置冷却20min，用倾析法去掉清液，再用近沸蒸馏水洗涤BaSO4沉淀，重复洗涤沉淀3～4次，直到检验清液中无Cl−

为止（为了提高洗涤效果，每次应尽量不留母液）。将上述洗净的BaSO4沉淀置于烧杯中，加水40mL，煮沸3～5min，搅拌，冷却至室温。

2. 电导率测定

（1）取40mL煮沸冷却后的去离子水，测定其电导率χH2O。

（2）测定BaSO4

饱和溶液的电导率χBaSO4(溶液)。

3. 数据记录与结果处理

室温t =

℃；

χHO=

S·m−1

；

2 1

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χBaSO=

4(溶液) S·m−1；

Ksp,BaSO4=

。

三、基本操作及仪器的使用

1. 水浴加热

当被加热物质要求受热均匀，而温度又不能超过100°C时，可用水浴加热。实验室最简便的方法是用大一点的烧杯代替水浴锅。水浴锅内盛水不宜超过容积的2/3，将盛有被加热溶液的容器直接浸入水浴，但不能触及容器底部。

2. 倾析法进行固、液分离及沉淀的洗涤

倾析法是固、液分离中的一种，当沉淀比重较大或结晶颗粒较大，静置后能沉降至容器底部时，可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤。

待沉淀（或晶体）沉降至容器底部后，将上层清液沿玻棒倾入另一容器（如图所示）。洗涤沉淀时，可往盛有沉淀的容器内加入少量洗涤液（如蒸馏水），充分搅拌后，静置、沉降，倾去洗涤液。重复操作三遍以上，即可把沉淀洗净。

3. 电导率仪的使用

（1）基本原理

测量溶液电导率的方法是将电导电极插入待测溶液中，测得电导电极的两个电极片间的电阻值后，通过换算得到。

根据欧姆定律，温度一定时，导体电阻R可用式R=ρl表示，其中

ρ 为电阻率，l为A导体长度，A为导体横截面积。对于一个确定的电导电极而言，电极面积A和电极间距l是固定不变的，l是一个常数，称为电极常数或电导池常数，用K表示。电导G是电阻R的倒数，A单位是西门子S，对于不同的电极，电极常数K不同，因此测得的同一溶液的电导G不同。电导率

κ 是电阻率的倒数，单位是S·cm−1，其值只与溶液的本性有关，而与电极无关，因此可用电导率比较溶液电导的大小。

（2）DDSJ-308A型电导率仪的使用步骤

① 将电导电极夹在多功能架上，并将插头插入测量电极插座。

② 将电导电极浸泡在蒸馏水中数分钟。

③ 接通电源，轻按“ON”键，开启显示器，按“模式”键，进入“电导率”测量状态，再按“电极常数”键，调节电极常数值与电导电极盒上所标数值一致，最后按“确认”键。

④ 用蒸馏水清洗电极，再用待测液清洗，然后将电极浸入待测溶液。

⑤ 读数并记录数据。

⑥ 轻按“OFF”，关闭电源，将电极用蒸馏水冲洗干净，放回电极盒。

【注意事项】

1. 实验所用蒸馏水的电导率应在5×10−4 S·m−1左右，这样才可使Ksp,BaSO能较好地接近文献4值。

2. 为了保证BaSO4饱和溶液的饱和度，在测定χBaSO4(溶液)时一定要使盛BaSO4饱和溶液的小烧杯中下层有BaSO4晶体，上层是澄清液。

2

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3. 25℃时，无限稀释的λ−40,BaSO4=286.88×10 S·m2·mol−1。

【课后作业】

一、书写实验报告

1. 数据记录与处理部分

注意单位的换算，电导率测定值的单位是μS·cm−1，1μS·cm−1

=10−4S·m−1。

2. 问题与讨论部分

要求学生分析引起误差原因，并回答下列思考题：

（1）为什么在制得的BaSO4沉淀反复洗涤至溶液中无Cl−

存在？

（2）使用电导率仪要注意哪些操作？

二、预习下周实验

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