电导法测定PbSO 4的溶度积
张玉 吴玲
一、实验目的
（1）掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法； （2）掌握电导率仪的使用方法； （3）注意有毒物质的排放。
二、基本原理
难溶电解质在水中会建立一种特殊的动态平衡。
尽管难溶电解质无法溶解, 但仍有一部分阴阳离子进入溶液, 当这两个过程的速率相等时, 难溶电解质的溶解就达到平衡状态, 这样的平衡状态叫沉淀溶解平衡, 其平衡常数叫溶度积。
在一定温度下, 一种难溶电解质的饱和溶液中形成一种多相离子平衡, 可表示为:
AmBn( s) ↔ nAm+ ( aq) + mBn- ( aq) K sp= αn (Am+ ) αm ( Bn- )
K sp 称为溶度积常数, 简称溶度积。
若能测出难溶电解质的饱和溶液中相应离子浓度, 就可计算出溶度积。
难溶盐的饱和溶液浓度很低，可以把浓度当做活度处理，即c ≈α，所以:
K sp= cn (Am+ ) cm ( Bn- )
难溶盐PbSO 4在其饱和溶液中存在如下溶解平衡：
PbSO 4（s ）↔Pb 2+（aq ）+ SO 42-（aq ）
其溶度积为：
K sp= c (Pb 2+ ) c (SO 42-)=c （PbSO 4）
本实验采用电导法测定PbSO 4的溶度积，惠斯顿电桥
G K G A
L
L A G cell ⨯=⨯=⇒⨯
=κκ 由电导率仪测出：O H pbso pbso 244κκκ-=溶液
由离子独立移动定律，查表计算：
)]2
1()21([2)(24244
-
∞+∞∞+=≈so pb pbso m m m pbso λλλλ
4
4)(3pbso pbso
m m ol C λκ=⋅- 或 4
4
1000)(3pbso pbso dm mol C λκ⋅=⋅-
所以：
K sp=c 2（mol.m -3）
因温度对溶液的电导有影响，本实验在恒温下测定。
电导测定不仅可以用来测定硫酸铅、硫酸钡、氯化银、碘酸银等难溶盐的溶解度，还可以测定弱电解质的电离度和电离常数，盐的水解度等。
三、实验仪器与试剂
（1）仪器 电导率仪1台，恒温水浴装置1套，滤纸若干，洗瓶1只，烧杯若干，玻璃棒一根。
（2）试剂 KCl 标准溶液(0.1mol/L)，硝酸铅固体试样，去离子水。
四、实验步骤
（1）将恒温水浴温度调至25℃。
（2）制备PbSO 4饱和溶液
准确称取PbSO 4固体试样0.0045g （最好稍微过量一点），放入250ml 烧杯中，用100ml 容量瓶取100ml 去离子水加入烧杯中，放入恒温槽中恒温并用玻璃棒搅拌溶解（由于PbSO 4很难溶解，必要时用电炉加热溶解）。
（3）测定电导池常数k cell
取适量配置好的0.1mol/L KCl 标准溶液，在恒温槽中恒温10分钟后，用电导率仪测其电导率，重复三次。
（4）测定电导水的的电导率
调节好电导率仪的电导池常数k cell ，将电极和电导池用电导水洗干净并擦干，然后测电导水的电导率，重复三次。
（5）测定PbSO 4饱和溶液的电导率
取适量的PbSO 4饱和溶液于锥形瓶中并恒温，将电极用去离子水洗净，插入锥形瓶中测待测液的电导率，重复三次。
（6）拆洗实验仪器，含铅物质不能随便乱丢，要倒入指定点。
五、原始数据记录
气压：101.1KPa 室温：5 ℃ 实验温度：25℃
查相关文献得：25℃下，0.1mol/L KCl 溶液的电导率为0.012852S/cm ，PbSO 4的溶解度为0.0045g 每100g 水，PbSO 4的溶度积为2.53⨯10-8。
氯化钾溶液的浓度：0.1mol/L 表1标准样品电导率测量数据表
表2 样品PbSO 4饱和溶液电导率测量数据表
六、数据处理
电导池常数 k cell ⨯10=0.012852/（10.23⨯10-3）=1.254cm -1 溶质的电导率O H pbso pbso 244
κκκ-=溶液=51.2⨯10-6-3．39⨯10-6
=47.81⨯10-6S/cm=47.81⨯10-4S/m
查附录表得：)(4pbso m ∞λ=12224
212211002.3)]()([2---∞+∞⋅⋅⨯=+mol m s so pb m m λλ
所以PbSO 4饱和溶液的浓度：
4
4
1000pbso
pbso C λκ⋅=
=47.81⨯10
-4
/(1000⨯3.02⨯10-2)=1.58⨯10-4mol/L
溶度积 Ksp= C 2 =(1.58⨯10-4)2 =2.50⨯10-8
实验误差=（2.50⨯10-8-2.53⨯10-8）/2.53⨯10-8⨯100%=-1.29%。
六、注意事项
（1）配制溶液需用电导水（电导率小于1us/cm ）。
处理方法是，向蒸馏水中加入少量高锰酸钾，用硬质玻璃烧瓶进行蒸馏。
（2）饱和溶液必须经三次煮沸制备，以除去可溶性杂质。
（3）温度对电导有较大影响，所以测电导率时必须在恒温槽中恒温后方可测定。
（4）铂黑电极上的溶液不能擦，用滤纸吸，以免破坏电极表面积。
电极不用时，应保存在蒸馏水中不可使之干燥，防止电极干燥老化。
（5）测水及溶液电导前，电极要反复冲洗干净，特别是测水前。
七、结果讨论
误差分析：制备PbSO 4饱和溶液时，可能还没有达到饱和就开始试验了。