齐齐哈尔大学
化学专业实验
实验题目电导法测定难溶盐的溶度积
院系专业班级化学与化学工程学院化学081班
学生姓名宁连双
同组者姓名陈娜董艳丽龚灿灿刘宝艳刘俊宏鲁亮指导老师陈伟
实验日期2011-10-25
实验三 电导法测定难溶盐的溶度积
一、目的
1、掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法。

2、加深对溶液电导概念的理解及电导测定应用的了解。

3、测定在BaSO 4在25℃的溶度积和溶解度。

二、基本原理
1.电导法测定难溶盐溶解度的原理
难溶盐的溶解度很小，其饱和溶液可近似为无限稀，饱和溶液的摩尔电导率m Λ与难溶盐的无限稀释溶液中的摩尔电导率m
∞Λ是近似相等的，即 m Λ≈m ∞
Λ
在一定温度下，电解质溶液的浓度c 、摩尔电导率m Λ与电导率κ的关系为
m c
κ
Λ=
（Ⅰ）
电导率κ与电导G 的关系为
κ=
l A
G=cell K G （Ⅱ）
确定κ值的方法是：先将已知电导率的标准KCl 溶液装入电导池中，测定其电导G ，由已知电导率κ，从式（Ⅱ）可计算出cell K 值。

难溶盐在水中的溶解度极微，其饱和溶液的电导率κ溶液实际上是盐的正、负离子和溶剂（H 2O ）解离的正、负离子（H +和OH -）的电导率之和，在无限稀释条件下有
κ溶液=κ盐+κ水
（Ⅲ）
因此，测定κ溶液后，还必须同时测出配制溶液所用水的电导率κ水 ，才能求得κ盐。

测得κ盐后，由式（Ⅰ）即可求得该温度下难溶盐在水中的饱和浓度c ，经换算即得该难溶盐的溶解度。

2.溶液电导测定原理
电导是电阻的倒数，测定电导实际是测定电阻，采用较高频率的交流电，其频率高于1000Hz 。

另外，构成电导池的两极采用惰性铂电极，以免电极与溶液间发生化学反应。

精密的电阻常数用途图1所示的交流平衡电桥测量。

其中R x 为电导池两极间的电阻。

R 1、R 2、R 3在精密测量中均为交流电阻箱（或高频电阻箱），在简单情况下R 2、R 3可用均匀的滑线电阻代替。

这样，R 1、R 2、R 3构成电桥的四个臂，适当调节R 1、R 2、R 3，使C 、E 两点的电位相等，CE 之间无电流通过。

电桥达到了平衡，电路中的电阻符合下列关系：
123
x
R R R R =
R 2/R 3调节越接近1，测量误差越小，D 为指示平衡
的示零器，通常用示波器或灵敏的耳机。

电源S 常用音频振荡器或蜂鸣器等信号发生器。

温度对电导有影响，实验应在恒温下进行。

图 1
惠斯顿电桥
三、仪器与试剂
惠斯顿电桥一套，超级恒温槽1套，DDS-11A 型电导率
仪1台，带盖锥形瓶3支。

电导水，KCl （GR ）,BaSO 4（AR ）。

四、操作步骤
1、调节恒温槽温度在（25±0.5）℃范围内。

2、制备BaSO 4饱和溶液。

在干净带盖锥形瓶中加入少量BaSO 4，用电导水至少洗3次，每次洗涤需剧烈震荡，带溶液澄清后，倾去溶液再加电导水洗涤。

洗3次以上能除去可溶性杂质，然后加电导水溶解BaSO 4，使之成饱和溶液，并在25℃恒温槽内静置，使溶液尽量澄清（该过程时间长，可在实验开始前进行），取用时用上部澄清溶液。

3、测定电导水的电导率κ水，依次用蒸馏水、电导水洗电极及锥形瓶各3次。

在锥形瓶中装入电导水，放入25℃恒温槽恒温后测定水的电导G 水，用电导池常数由式（Ⅱ）求κ水。

4、测定25℃饱和BaSO 4溶液的电导率4
B aS O κ。

将测定过水的电导电极和锥形瓶用少量BaSO 4
饱和溶液洗涤3次，再将澄清的BaSO 4饱和溶液装入锥形瓶，插入电导电极，测定的G 溶液计算κ溶液。

测量电导需在恒温后进行，每种G 测定需进行3次，取平均值。

5、实验完毕，洗净锥形瓶、电极，在瓶中装入蒸馏水，将电极浸入水中保存，关闭恒温槽及电导仪电源开关。

五、数据处理
气压：101Kpa 室温： 20 ℃ 实验温度： 25℃ 温度：25℃ 1. 数据记录
表1 实验数据记录表 参量
次数 电导池常数
cm -1
水的电导率
饱和溶液电导率
cell K =1.137
G 水/(us) κ水/(S ·m -1)
G 溶液/(us)
κ溶液/(S ·m -1)
1 2.30 2.6
2 32.5 3.70 2 2.85 3.24 34.2 3.89 3
2.79
3.17
29.5
3.35
平均值
κ水=3.01×10-4
κ溶液=3.65×10-3
2. 数据处理
①电导池常数cell K =1.137cm -1，由κ水= cell K G 水计算水的电导率；由κ溶液= cell K G 溶液计算BaSO 4饱和溶液电导率，填入上表，得κ水=3.01×10-4
S ·m -1
，κ溶液=3.65×10-3
S ·m -1
②4
B aS O κ可由下式求得
4
B aS O κ=κ溶液-κ水
=（3.01×10-4
-3.65×10-3
）S ·m -1
=3.35×10-3
S ·m -1
③由物理化学手册查得
12
Ba 2+和
12
SO 42-在25℃的无限稀释摩尔电导，计算m Λ（BaSO 4）。

m Λ（BaSO 4）=2m Λ（12
BaSO 4）≈2m ∞
Λ（
12
BaSO 4）
=2[m ∞
Λ(
12
Ba 2+ )+m ∞
Λ(
12
SO 42-)]
=2×(63.64+79.8)×10-4
S ·m 2
·mol -1
=2.87×10-2S ·m 2 ·mol -1
④由式（Ⅰ）计算4
B aS O c ，计算溶度积。

由m c
κ
Λ=
得，
4B aS O c =
)
(44
BaSO m BaSO
Λκ
=3.35×10-3
S ·m -1/(2.87×10-2S ·m 2 ·mol -1) = 1.17×10
-4
mol/L
Ksp=(4
B aS O c )2=(1.17×10-4
mol/L)2
=1.37×10
-8
mol 2·L
-2
⑤计算溶解度。

将4
B aS O c 换算为4
B aS O b (因溶液极稀，设溶液密度近似等于水的密度，并设ρ水=1
×10-3kg/m 3
便可换算)。

溶解度是溶解物质的质量除以溶剂质量所得的商，所以BaSO 4的溶解度为
4B aS O b ×4BaSO M 。

4B aS O b =
溶剂
m n BaSO 4=
溶剂
溶液
m V c BaSO 4
溶剂m =溶液
m -溶质
m
=ρV 溶液-
4
B aS O c V 溶液M BaSO4
则
4B aS O b =
4
4
4BaSO
BaSO BaSO M
V c V V c 溶液溶液溶液
-ρ=
4
4
4
BaSO
BaSO BaSO M
c c -ρ
溶解度S=4
B aS O b ×4
BaSO M =
4
4
4
4BaSO
BaSO BaSO
BaSO M
c M
c -ρ=
39
.2331017.1139
.23310
17.14
4
⨯⨯-⨯⨯--=2.81210-⨯g
六、思考题
1. 电导率、摩尔电导率与电解质溶液的浓度有何规律？
答：强电解质溶液的电导率随浓度的增加而升高，但当浓度增加到一定程度以后，由于正、负离子的相互作用力增大，使离子的运动速率降低，电导率反而下降。

弱电解质溶液的电导率随浓度的变化不显著，因为浓度增加使电离度减小，所以溶液中离子数目变化不大。

摩尔电导率随浓度的变化与电导率随浓度的变化不同，因溶液中能导电的物质的物质的量已经给定，都为1mol ，当浓度降低时，由于粒子之间的相互作用力减弱，正、负离子的运动速率因而增加，故摩尔电导率增加。

当浓度降低到一定程度之后，强电解质的摩尔电导率值几乎保持不变。

2. 离子独立移动定律的关系式如何？
答：∞
Λm
=+
ν
∞+Λ,m
+ -
ν
∞
-Λ,m
3.H +和OH -的无限稀释摩尔电导率为何比其他离子的无限稀释离子摩尔电导率大很多？
答：因为水溶液中H +
和OH -
离子在电场力的作用下运动速率特别快。