化学国家级实验教学示范中心 Northwest University 基础化学实验I（无机化学与化学分析实验） 电导法测定硫酸钡的溶度积

实验技能训练要点 1、BaSO4饱和溶液的制备----首次训练 2、电导率仪的使用----首次训练 3、离心机的使用----巩固练习

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 1. 了解电导法测定难溶电解质溶度积的原理和 方法。 2. 学习电导率仪的使用。

二、实验原理 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。 1.电导和电导率 电解质溶液的导电能力大小，可以用电阻R或电导G来表示，两者互为倒数： G = (1)

在一定温度下，两电极间溶液的电阻与两电极间的距离(l)成正比，与电极面积(A)成反比： R∝ 或 R=ρ (2) ρ为比例常数，称为电阻率，它的倒数称为电导率，以K表示。K= ，单位为S·m-1。

由(1)和(2)式可得： G =K 或 K=G (3) 电导率κ表示相距1m，面积为1m2的两个电极之间的电导。式中的 称为电极常数或电导池常数。 由于实际应用中的G 单位太大，因此采用毫西(ms)或微西(µs)，而m则采用cm表示，即 1 s·m-1 =103 m s·cm-1 =106 µs·cm-1。

2.摩尔电导(率)和溶度积 在一定温度下，相距1m的两个平行电极之间，含有1mol电解质溶液的电导，称为摩尔电导(或摩尔电导率)，以Λ0(希腊字母，名称Lambulla)表示，即 Λ0 = (s·m2·mol-1) (4)

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以忽落不记，所以溶液的摩尔电导(率) Λ0可以认为是两种离子摩尔电导之和： Λ0(BaSO4) =Λ0(Ba2+) +Λ0(SO42-) (5)

在BaSO4的饱和溶液中，存在着下列平衡： BaSO4(s) Ba2+ + SO42- c(BaSO4)= ( mol·dm-3) (6) 在BaSO4的饱和溶液中，存在着下列平衡： BaSO4(s) Ba2+ + SO42-

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BaSO4 饱和溶液的电导率或电导，包含有水电离出的H+或OH- ，所以计算时必须减去，即 K(BaSO4)=K(BaSO4溶液)-K(H2O) 或 G(BaSO4)= G(BaSO4溶液)- G (H2O) (8)

至此，根据(2-26)、(2-27)和(2-28)式可以得出硫酸钡溶度积的计算式为 Ksp(BaSO4)= [ ]2 (9) 在25℃时 Ksp(BaSO4)= [ ]2 (10)    根据(3)、(8)和(9)也可得到 Ksp(BaSO4)= [ ]2 (11)

三、实验步骤 (一) 具体操作方法 1.BaSO4沉淀的制备 各取0.05 mol·L-1 BaCl2和H2SO4 溶液30mL加入两个小烧杯中 将H2SO4溶液加热近沸，在不断搅拌下，逐滴将BaCl2溶液 加入到H2SO4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10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。

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。 在小烧杯中盛约40 mL蒸馏水，加热近沸，用其洗涤离心管中的BaSO4沉淀，每次加入约4～5 mL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Cl-为止。

2.BaSO4饱和溶液的制备 在上面测得的纯BaSO4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60mL，搅拌均匀后，以表面皿作盖，加热煮沸3～5分钟，稍冷后，再置于冷水浴中搅拌5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。

3.电导率的测定 (1) 测定制备BaSO4饱和溶液的蒸馏水的电导率。 (2) 测定BaSO4饱和溶液的电导率。 电导率数据

(二) 注意事项: 1. 实验中确保Cl-除干净，测量电导率要使用同一台电导率仪。 2. 数据记录在专用的记录本，并注意保持数据的 原始性。 3. 注意沉淀洗涤和转移的方法。 4. 注意离心机和电导率仪的使用。

(三) 提问 1. 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？

四、结果与讨论 表 2-8 电导率数据 (1) 计算BaSO4的溶度积。 (2) 计算实验的相对误差。 (3) 讨论产生实验误差的原因。

五、实验延伸 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. （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.

六、思考题 1.制备BaSO4时，为什么要洗至无Cl-？ 2.制备BaSO4饱和溶液时，溶液底部一定要有沉淀吗？