碘离子平衡常数的测定实验报告.docx

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碘离子平衡常数的测定实验报告

碘离子平衡常数的测定实验报告

　　篇一：

碘的平衡常数测定实验报告　　I3→I+I2平衡常数的测定　　一、实验目的　　1.测定I3－→I－+I2的平衡常数。

　　2.加强对化学平衡、平衡常数的理解并巩固平衡移动的原理。

3.练习滴定操作。

　　－－　　二、实验原理　　碘溶于碘化钾溶液中并建立下列平衡　　I3－→I－+I2

（1）在一定温度条件下其平衡常数为：

K=c（I）*c（I2）/c（I3）

（2）c（I）、c（I2）、c（I3）为平衡浓度。

　　为了测定平衡时的c（I）、c（I2）、c（I3），可用过量固体碘与已知浓度的碘化钾溶液一起震荡，达到平衡后，取上层清液，用标准的硫代硫酸钠溶液进行标定，I2+2S2O32=2I+S4O62　　－－　　由于溶液中存在I3→I+I2的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液标定，最终测到的是平衡时I3和I2的总浓度。

这个总浓度是c，则：

c=c（I2）+c（I3）　　c（I2）可通过在相同温度条件下，测定过量固体碘与水处于平衡时，溶液中碘的浓度来代替。

设这个浓度为c1，则c（I2）=c1代入整理得：

c（I3）=cc（I2）=cc1　　从

（1）式可以看出，形成一个I3就需要一个I，所以平衡时I的浓度为c0c（I2），式中c0为碘化钾的起始浓度。

　　将c（I）、c（I2）、c（I3）代入式

（2）即可求得在此温度条件下的平衡常数KΘ。

　　三、仪器与试剂　　量筒（10ml、100ml），吸量管（10ml），移液管（50ml），碱式滴定管，碘量瓶（100ml、250ml），锥形瓶（250ml），洗耳球。

　　碘（s），KI（0.0100mol/L、0.0200mol/L），NaS2O3标准溶液（0.0050mol/L），淀粉溶液（0.2%）　　四、实验内容　　1.取两只干燥的100ml碘量瓶和一只250ml的碘量瓶，分别标上1、2、3号。

用量筒分别量取80ml0.0100mol/LKI溶液注入1号瓶，80ml0.0200mol/LKI溶液注入2号瓶，200ml蒸馏水注入3号瓶。

然后在各个瓶内加入0.5g研细的碘，盖好瓶塞。

　　2.将3只碘量瓶在室温下震荡或者在磁力搅拌器上搅拌30min，然后静置10min，待过量固体碘完全沉于瓶底后，取上层清液进行标定。

3.用10ml吸量管取1号瓶上层清液10.00ml两份，分别注入250ml的碘量瓶中，再各注入40ml蒸馏水，用0.0050mol/L标准Na2S2O3溶液滴定其中一份至呈淡黄色时（注意不要滴过量）,注入4ml0.2%淀粉溶液，此时溶液应呈蓝色，继续滴定至蓝色刚好消失。

同样方法滴定2号瓶上层的清液。

　　4.用50ml移液管取3号瓶上层的清液50.00ml两份，用0.0050mol/L标准　　Na2S2O3溶液滴定，方法同上。

　　五、数据处理　　注意事项　　1、所需碘量不必准确量取，只需过量即可，目的是使碘的浓度不变。

　　2、平行滴定应单独进行，移取一份样品滴定一份。

若同时移取，第二份试液I2易挥发，使滴定数据明显偏低。

　　3、指示剂淀粉溶液应滴定至溶液呈淡黄色时再加入。

　　4、由于碘易挥发，取溶液和滴定操作都要快些。

滴一种溶液时，一次准备两份溶液这样移液管中的溶液浓度可不发生变化。

锥形瓶中的I3溶液要用水稀释来减少碘的挥发。

一种溶液滴完，再滴另一份，不要将滴定溶液（在锥形瓶中）一次全部准备好;未滴的溶液要用盖子盖住。

　　分析讨论　　1、在吸取清液时，若不慎将沉在溶液底部或悬浮在溶液表面的少量固体碘带入吸量管有何影响？

　　对1、2号瓶来说，在用淀粉作指示剂时，固体碘继续溶解，使计算得K值偏小；对3号瓶来说，再用淀粉做指示剂时，固体碘继续溶解，K值偏大。

2、若所取碘的量不过量时有什么影响？

　　若3号瓶内放的碘不过量会使结果偏低，对于1、2号瓶定的（I2）偏小　　c（I3）难以判断，因为C总变小，c（I2）也偏小[I]=[KI]–[I3]也难以判断。

　　篇二：

实验八碘与碘离子平衡常数的测定　　实验八、碘与碘离子平衡常数的测定　　Ⅰ、目的要求　　1．学会用碘量瓶测定一定温度下碘与碘离子反应的平衡常数。

掌握从两液相平衡中取样分析的方法。

2．了解碘在四氯化碳和水中的分配系数。

3．了解温度对分配系数及平衡常数的影响　　Ⅱ、实验原理　　碘溶于碘化物（如KI）溶液中，主要生成I3，形成下列平衡：

I2+I=I3

（1）其平衡常数K为　　式中a、c、γ分别为活度、浓度和活度系数。

　　在浓度不大的溶液中　　故得　　但是，要在KI溶液中用碘量法直接测出平衡时各物质的浓度是不可能的，因为当用Na2S2O3滴定I2　　时，

（1）式平衡向左移动，直至I3消耗完毕，这样测得的I2量实际上是I2及I3之和。

为了解决这个问题，本实验用溶有适量碘的四氯化碳和KI溶液混合振荡，达成复相平衡。

I和I3不溶于CCl4，而KI溶液中的I2不仅与水层中的I,I3成平衡，而且与CCl4中的I2也建立平衡，如图所示。

　　由于在一定温度下达到平衡时，碘在四氯化碳层中的浓度和在水溶液中的浓　　　　度之比为一常数（分配系数）。

　　因此当测定了碘在四氯化碳层的浓度后，便可通过预先测定的分配系数求出在KI　　溶液中的浓度。

　　而分配系数Kd可借助于I2在CCl4和纯水中的分配来测定。

　　再分析KI溶液中的总碘量得CI2（KI溶液）+CI3，减去CI2（KI溶液）即得CI3。

　　由于形成一个I3要消耗一个I，所以平衡时的浓度为：

c=cI°（即KI溶液中I的原始浓度）cI3　　1　　将CI2（CCl4）、CI3、CI代入（3）式即得平衡常数K。

　　Ⅲ、仪器与试剂　　超级恒温槽一台、量筒（100ml,25ml）各一个，滴定管（25ml，微量5ml）各一根，洗耳球一个，碘量瓶（250ml）二个，移液管（25ml,5ml），锥形瓶（250ml）二个，0.04mol〃dm3I2（CCl4）溶液，0.02%I2的水溶液，0.100mol〃dmKI溶液，0.025mol〃dmNa2S2O3标准液，0.5%淀粉指示剂。

　　3　　3　　Ⅳ、实验步骤　　1．控制超级恒温槽温度为25℃。

　　2．取2个250ml碘量瓶，标上号码，按下表配制体系：

配好即塞紧。

　　3．将配好的体系均匀振荡，然后置于恒温槽中恒温1小时，恒温期间应经常振荡，每个样品至少要振荡五次，如要取出槽外振荡，每次不要超过半分钟，以免温度改变，影响结果。

最后一次振荡后，须将附在水层表面的CCl4振荡下去，待两液层充分分离后，才吸取样品进行分析。

　　4．在各号样品瓶中，准确吸取25ml水溶液层样品二份，用Na2S2O3标准溶液滴定（1号水层用微量滴定管，2号水层用25ml滴定管），滴至淡黄色时加数滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色，继续用液滴至蓝色刚消失。

　　准确吸取5mlCCl4层样品二份（为了不让水层样品进入移液管，必须用一指头塞紧移液管上端口，直插入层CCl4中或者边向移液管吹气边插入CCl4层），放入盛有蒸馏水的锥形瓶中，加入少许固体KI或少量浓KI溶液，以保证CCl4层中的I2完全提取到水层中，同样用Na2S2O3标准液滴定（1号层样品用25ml滴定管，2号用微量滴定管）。

　　Ⅴ、数据记录和处理　　1．数据记录：

Na2S2O3浓度：

KI溶液浓度：

　　2　　2．数据处理：

（1）由1号样品的数据按式（6）计算分配系数；　　

（2）由2号样品的数据计算CI2、CI3、CI及K，计算时注意当量浓度和摩尔浓度的区别和换算。

　　3．讨论和说明：

（1）由1号样品计算分配系数，实际上可按下式直接计算：

Kd=25/5〃V（CCl4）/V（水溶液）式中V（CCl4）、V（水溶液）分别为滴定5mlCCl4层样品信25ml水层样品所要消耗的Na2S2O3溶液体积。

（2）碘溶于碘化物溶液中时，还形成少量的I7等离子，但因量少，本实验可忽略不计。

　　（3）测分配系数Kd时，为了使体系较快达到平衡，水中预先溶入超过平衡时的碘量（约0.02%），使水中的碘向CCl4层移动，达到平衡。

　　（4）平衡常数与温度有关，本实验的Kd及K也不例外，在一系列不同温度下，测定Kd值及K值，按下　　列公式可求得I3的离解热ΔH：

　　式中ΔH/2.303R为lgK1/T曲线的斜率，B为截距。

　　Ⅵ、思考题　　如何通过实验求离解热ΔH？

请设计实验方案。

　　Ⅶ、参考资料　　《物理化学实验》上册，复旦大学等编，高等教育出版社，P58—60。

　　3　　篇三：

6液相反应平衡常数的测定实验报告　　华南师范大学实验报告　　学生姓名学号专业化学（师范）（转载自：

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碘离子平衡常数的测定实验报告）年级、班级课程名称物理化学实验　　实验项目液相反应平衡常数的测定　　实验类型：

□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师孙艳辉实验评分　　【实验目的】　　①利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁络离子液相反应的平衡常数。

　　②通过实验了解热力学平衡常数与反应物的起始浓度无关。

【实验原理】　　Fe3+与SCN在溶液中可生成一系列的络离子，并共存于同一个平衡体系中。

当SCN的浓度增加时，Fe3+与SCN生成的络合物的组成发生如下的改变，而这些不同的络离子的溶液颜色也不同。

　　Fe3++SCN→Fe（SCN）2+→Fe（SCN）2+→Fe（SCN）3→Fe（SCN）4→Fe（SCN）52　　由图312可知，Fe3+与浓度很低的SCN（一般应小于5×103mol/L）只进行如下反应。

　　Fe3++CNS2＝Fe[CNS]2+　　+　　即反应被控制在仅仅生成最简单的FeSCN2+。

其平衡常数表示为　　[FeCNS2+]e　　θKc＝（314）　　3+[Fe]e[CNS]e　　c2+c　　由于Fe[CNS]是带有颜色的，根据朗伯　　一比尔定律，消光值与溶液浓度成正比，实验时，只要在一定温度下，借助分光光度计测定平衡体系的消光值，从而计算出平衡时Fe[CNS]2+的浓度[FeCNS2+]e，进而再推算出平　　衡时Feo+和CNS的浓度[Fe3+]e和[CNS]e。

根据式（314）一定温度下反应的平衡常数Kc可求知。

实验时配置若干组（共4组）不同Fe3+起始浓度的反应溶液，其中第一组溶液的Fe3+是大量的，当用分光光度计测定反应液在定温下消光值Ei时（i为组数），根据朗伯比尔定理　　E1＝K[FeCNS2+]l,e（K为消光系数）　　由于1号溶液中Fe3+大量过量，平衡时CNS全部与Fe3+络合（下标O表示起始浓度），对一号溶液可认为　　[FeCNS]i,e=[CNS]0　　则E1＝K[CNS]0对其余组溶液Ei＝K[FeCNS2+]i,e两式相除并整理得　　E　　[FeCNS2+]i,e＝i[CNS]始　　E1　　[Fe3+]i,e=[Fe3+]0[FeCNS2+]i,e（317）[CNS]i,e=[CNS]0[FeCNS2+]i,e（318）　　将式（317）和式（318）代入式（314），可以计算出除第1组外各组（不同Fe3+起始浓度）反应溶液的在定温下的平衡常数Ki，e值。

【仪器与试剂】　　

（1）实验仪器　　721型（或722型）分光光度计1台超级恒温槽1台50mL容量瓶8个l00mL烧杯（或锥瓶）4个刻度移液管l0mL（2支）、5mL（1支）25mL移液管1支50mL酸式滴定管1支吸球、洗瓶等

（2）实验试剂　　1×103mol/LKCNS（由A.R级KCNS配成，用AgNO3容量法准确标定）　　0.1mol/LFe（NH4）（SO4）2由A.R级Fe（NH4）（SO4）2·12H2O配成，并加入HNO3使溶液中的H+浓度达到0.1mol/L,Fe3+的浓度用EDTA容量法准确标定]　　1mol/LHNO3（A.R）1mol/LKNO3（A.R）【实验步骤】　　①取8个50mL容量瓶，编好号，按表39提示的内容，计算好所需4种溶液的用量（注意，在这4个容量瓶中，溶液的氢离子均为0.15mol／L，用HNO3来凋节;溶液的离子强度均为0.7，用KNO3来调节）。

　　表39所需用4种溶液的用量　　达到平衡时，在体系中　　②取4个标记好的50mL容量瓶，按表39中计算结果，将除KSCN溶液外的三种溶液分别取所需的体积按编号加入，并用蒸馏水冲置刻度（该溶液为测消光值时的对比液）。

　　③再取另外4个标记好的50mL容量瓶，按表39中计算结果，将4种溶液分别取所需的体积按编号加入（KCNS溶液最后加），并用蒸馏水冲至刻度（该溶液为液相反应体系）。

　　④调整722分光光度计，将波长调至450nm，分别测定4组反应溶液的消光值。

每组溶液要重复测三次（更换溶液），取其平均值。

　　【数据处理】　　将所得数据填入表1。

　　条件：

室温26.5℃湿度59.0%大气压1018.1Hpa　　[H+]＝0.15mol/L总离子强度I＝0.7波长＝450nm　　表1实验数据记录表　　表2数据处理结果记录表　　【提问与思考】　　①当Fe3+、CNS浓度较大时，能否用式（316）计算FeCNS2+络离子生成的平衡常数？

　　答：

当Fe3+、CNS浓度较大时，Fe3+与CNS生成的络合物组成复杂，而这些不同的络离子的溶液颜色也不同。

　　②平衡常数与反应物起始浓度有无关系？

　　答：

平衡常数与反应物起始浓度无关，只与温度有关。

　　③测定Kc时，为什么要控制酸度和离子强度？

　　答：

平衡常数受氢离子的影响，因此，要控制酸度。

另外，本实验为离子平衡反应，离子强度对平衡有很大影响，实验时，应加硝酸钾作为辅助介质，降低离子浓度。

　　④测定消光度时，为什么需空白对比液？

怎么选择空白对比液？

　　答：

因为溶液也有吸光度，而且溶液的吸光度会随着波长变化。

如果不用空白溶液校正，扣去溶液的吸光度，会有较大误差。

一般选用标准溶液或蒸馏水作为空白对比液。