化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定

1、化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定1,簡(jiǎn)述測(cè)定反應(yīng) KI+I2=KI3的平衡常數(shù)的基本原理。答：在恒溫下，碘（I2）溶在含有碘離子（I-）的溶液中，大部分成為絡(luò)離子（6），并存在下列平衡:式中：&c,丫分別為活度，濃度和活度系數(shù)。由于在同一溶液中，離子強(qiáng)度相同（I-與 I3-電價(jià)相同）。由德拜-休克爾公式：計(jì)算可知，活度系數(shù)ccIKa-JCICI2為了測(cè)定平衡常數(shù)，應(yīng)在不干擾動(dòng)態(tài)平衡的條件下測(cè)定平衡組成。在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)達(dá)到上述平衡時(shí)，若用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)滴定溶液中的 I2濃度，則會(huì)隨著 I2的消耗，平衡將向左端移動(dòng)，使 I3繼續(xù)分解，因而最終只能測(cè)得溶液中I2和 I3-的總量。其平衡常數(shù)表

2、達(dá)式為:IcCIIK K333aII2clG2II2Igi0.509Z：(3)I3(4)E77-1 碘在水利四氯 0 碳二的平衡在水溶液中,I2濃度很小I2(5)一定溫度下,故得:(6)，-瓜1溶液是,.I一fI，：ECL層二I_2/2.I22S2O32S4O6、為了解決這個(gè)問(wèn)題，可在上述溶液中加入四氯化碳（CCI4）,然后充分震蕩（I-和 13-不溶于 CC4）,當(dāng)溫度一定時(shí)，上述化學(xué)平衡及 I2在四氯化碳層和水層的分配平衡同時(shí)建立，如圖 1 所示。首先測(cè)出I2在 H2O 及 CCI4層中的分配系數(shù)Kd,待平衡后再測(cè)出 I2在 CC4中的濃度， 根據(jù)分配系數(shù)，可算出 I2在 KI 水溶液中的

3、濃度。再取上層水溶液分析，得到 I2和 I3-的總量。CI2CI37K層,冰層二家平衡（7）由于在溶液中 I-總量不變，固有：CI,初始。平衡;噎平衡（9）因此，將平衡后各物質(zhì)的濃度代入式（7）就可求出此溫度下的平衡常數(shù)Kc。2 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，所用的碘量瓶和錐形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？為什么？答：配置 2 號(hào)液的碘量瓶需要干燥，配置 1 號(hào)液的碘量瓶和錐形瓶不需要干燥。 因?yàn)?2 號(hào)液是用來(lái)測(cè)定平衡濃度的， 平衡時(shí)/I-的濃度是用公式CI,初JCI3,平衡=CI,平衡求得，初始的 KI 濃度必須準(zhǔn)確已知，所以必須干燥。1 號(hào)液是用來(lái)測(cè)I2在 H2O 及

4、 CC4層中的分配系數(shù)Kd,分配系數(shù)與濃度無(wú)關(guān)， 錐形瓶是滴定用的，滴定的是 I2的總的物質(zhì)的量，與濃度無(wú)關(guān)，因此不需干燥。3 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，配制 1、2 號(hào)溶液的目的何在？答：配置 1 號(hào)液是用來(lái)測(cè) I2在 H2O 及 CC4層中的分配系數(shù)Kd,配置 2 號(hào)液是用來(lái)測(cè)定反應(yīng) KI+I2=KI3達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度的。4 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中， 滴定 CC4層樣品時(shí)， 為什么要先加KI 水溶液？答：硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液與溶液中 I2的反應(yīng)是在水層中進(jìn)行，滴定 CC4層樣品的 I2時(shí)，先加 KI 水溶液是為了加快 CC4層中的 I2借助

5、于反應(yīng) KI+I2=KI3提取到水層中，有利于 Na2s2。3滴定的順利進(jìn)行。5 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中， 配制的 1、 2 號(hào)溶液是否需要恒溫？為什么？答：需要恒溫，因?yàn)榉峙湎禂?shù)Kd和反應(yīng)平衡常數(shù)均與溫度有關(guān)，定溫下為定值。6 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，1、2 號(hào)溶液達(dá)平衡后能否拿到恒溫梢外取樣？為什么？答：不能，因?yàn)榉磻?yīng)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度改變，平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。7 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中， 如何通過(guò)平衡常數(shù)求得 I3-的解離始。答：測(cè)出兩個(gè)反應(yīng)溫度下的的平衡常數(shù)，再由下式可計(jì)算的 I3解離始。8 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的

6、測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，為什么應(yīng)嚴(yán)格控制恒溫？如何控制？/答：因?yàn)榉峙湎禂?shù)Kd和反應(yīng)平衡常數(shù)均與溫度有關(guān)，定溫下為定值。所以應(yīng)嚴(yán)格控制恒溫。所配置溶液放在恒溫水浴中恒溫。9 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，需要直接測(cè)得哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？如何測(cè)得？答：配制的 1、2 號(hào)溶液達(dá)平衡后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)滴定兩溶液中的水層和四氯化碳層 I2濃度所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的體積。用標(biāo)準(zhǔn) Na2s2。3溶液滴定碘時(shí)， 先要滴定至淡黃色再加淀粉溶液滴至水層淀粉指示劑的藍(lán)色消失。取 CC4層樣品時(shí)勿使水層進(jìn)入移液管中，為此用洗耳球使移液管尖鼓氣情況下穿過(guò)水層插入 CC4層中取樣。在滴定 CCl4層樣品的 I

7、2時(shí)，應(yīng)加入 L 的 KI 水溶液以加快 CC4層中的I2借助于反應(yīng) KI+I2=KI3提取到水層中，這樣有利于 Na2s2O3滴定的順利進(jìn)行，滴定時(shí)要充分搖蕩，細(xì)心地滴至水層淀粉/指示劑的藍(lán)色消失，四氯化碳層不再現(xiàn)紅色。滴定后的和末用完的 CC4皆應(yīng)倒人回收瓶中。10 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，如何求得反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)I2、I-、I3-的濃度？答：為了測(cè)定平衡常數(shù)，應(yīng)在不干擾動(dòng)態(tài)平衡的條件下測(cè)定平衡組成。在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)達(dá)到上述平衡時(shí)，若用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)滴定溶液中的 I2濃度，則會(huì)隨著 I2的消耗，平衡將向左端移動(dòng)，使 I3-繼曳運(yùn)lnT2T1KIKcT2續(xù)分解，因而最終

8、只能測(cè)得溶液中 I2和 I3-的總量。_2/2.I22S2O32S4O6、為了解決這個(gè)問(wèn)題，可在上述溶液中加入四氯化碳(CCI4),然后充分震蕩(I-和 13-不溶于 CC4),當(dāng)溫度一定時(shí)，上述化學(xué)平衡及 I2在四氯化碳層和水層的分配平衡同時(shí)建立，如圖 1 所示。首先測(cè)出 I2在 H2O 及 CCI4層中的分配系數(shù)Kd,待平衡后再測(cè)出 I2在 CC4中的濃度，根據(jù)分配系數(shù)，可算出 I2在 KI 水溶液中的濃度。再取上層水溶液分析，得到 I2和 I3-的總量。CI2CI37K層,冰層二家平衡(7)由于在溶液中 I-總量不變，固有：CI,初始。平衡;噎平衡(9)因此，將平衡后各物質(zhì)的濃度代入式(

9、6)就可求出此溫度下的平衡常數(shù)Kc。ccIKa-Kc(6)CIcI211 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，若吸 CC4層樣品時(shí)混進(jìn)水層對(duì)結(jié)果有何影響？答：吸 CCI4層樣品時(shí)混進(jìn)水層會(huì)造成 CC4層碘的濃度有誤差。12 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,，吸取 CCI4層樣品為什么要用洗耳球使移液管尖鼓氣情況下穿過(guò)水層？答：防止水層進(jìn)入移液管中而引起實(shí)驗(yàn)誤差。13 .裝好溶液后的碘量瓶為什么要立即塞緊磨口塞？答：因?yàn)榈夂退穆然家讚]發(fā)，故立即塞緊磨口塞是為了防止碘和 CC4揮發(fā)。14 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，每隔 10min 震蕩一次的目的何在，若

10、震蕩時(shí)間不夠有何影響？/答：每隔 10min 振蕩一次是為了加快分配平衡的到達(dá)。若振蕩時(shí)間不夠，沒(méi)有到達(dá)分配平衡，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤差。15 .在 KI+I2=KI3反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中， 滴定過(guò)程中哪些要用微量管？哪些要用 25mL 滴定管？為什么？答： 滴定 1 號(hào)液 25ml 水層樣品和 2 號(hào)液 5mlCCl4層時(shí)要用微量管,滴定 1號(hào)液 5mlCCl4層和 2 號(hào)液 25ml 水層樣品時(shí)用 25ml 滴定管。因?yàn)榈味?1 號(hào)液25ml 水層樣品和 2 號(hào)液 5mlCCl4層時(shí)所需硫代硫酸鈉體積少，用微量管可以減少滴定誤差；而滴定 1 號(hào)液 5mlCCl4層和 2 號(hào)液 25ml 水層樣品時(shí)硫代硫酸鈉所用體積則較多，即要用容量大的滴定管。16 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，若溫度控制誤差超1C,有何影響？答：化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)對(duì)溫度的影響較為靈敏，若溫度控制誤差超1C,會(huì)導(dǎo)致較大的實(shí)驗(yàn)誤差。/17 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，在配置系統(tǒng)溶液時(shí)，是否需要精確量取，為什么?/答：不需要精確量取。因?yàn)樽罱K所需的各濃度都用硫代硫酸鈉精確滴定出來(lái)，配置系統(tǒng)溶液的多少，不會(huì)影響化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)。但至少應(yīng)能保證實(shí)驗(yàn)分析用量。18 .在化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)