液相平衡常數(shù)的測定實驗報告(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上華 南 師 范 大 學(xué) 實 驗 報 告學(xué)生姓名曾慶瑜學(xué) 號專 業(yè)化學(xué)（師范） 年級、班級2014級化教六班課程名稱物理化學(xué)實驗實驗項目液相反應(yīng)平衡常數(shù)的測定實驗類型驗證 設(shè)計 綜合實驗時間2016 年 12月 12日實驗指導(dǎo)老師林曉明實驗評分一、實驗?zāi)康?.利用分光光度計測定低濃度下鐵離子與硫氰酸根離子生成硫氰合鐵離子平衡常數(shù)。   2.通過實驗了解熱力學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)。二、實驗原理 Fe3+與SCN-在溶液中可生成一系列的絡(luò)離子，并共存于同一個平衡體系中。當(dāng)SCN-的濃度增加時，F(xiàn)e3+與SCN-生成的絡(luò)合物的組成發(fā)

2、生如下的改變，而這些不同的絡(luò)離子的溶液顏色也不同。Fe3+ +SCN- Fe(SCN)2+Fe(SCN) 2+ Fe(SCN)3Fe(SCN)4-Fe(SCN)52-由圖3-12可知，F(xiàn)e3+與濃度很低的SCN-（一般應(yīng)小于5×10-3 mol/L）只進(jìn)行如下反應(yīng)。Fe3+ +CNS2+FeCNS2+FeCNS2+e即反應(yīng)被控制在僅僅生成最簡單的FeSCN2+。其平衡常數(shù)表示為c c c Fe3+e CNS-eKc (3-14) 由于FeCNS2+是帶有顏色的，根據(jù)朗伯一比爾定律，消光值與溶液濃度成正比，實驗時，只要在一定溫度下，借助分光光度計測定平衡體系的消光值，從而計算出平衡時F

3、eCNS2+的濃度FeCNS2+e，進(jìn)而再推算出平衡時Feo+和CNS-的濃度Fe3+e和CNS-e。根據(jù)式(3-14)一定溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc可求知。 實驗時配置若干組（共4組）不同F(xiàn)e3+起始濃度的反應(yīng)溶液，其中第一組溶液的Fe3+是大量的，當(dāng)用分光光度計測定反應(yīng)液在定溫下消光值Ei時（i為組數(shù)），根據(jù)朗伯-比爾定理E1KFeCNS2+l,e（K為消光系數(shù)） 由于1號溶液中Fe3+大量過量，平衡時CNS全部與Fe3+絡(luò)合(下標(biāo)O表示起始濃度)，對一號溶液可認(rèn)為FeCNSi,e=CNS-0 則 E1 KCNS- 0對其余組溶液 Ei KFeCNS2+i,eEiE1兩式相除并整理得FeCN

4、S2+i,e CNS- 始達(dá)到平衡時，在體系中Fe3+ i,e = Fe3+0 - FeCNS2+ i,e (3-17)CNS- i,e=CNS- 0 - FeCNS2+ i,e (3-18)將式(3-17)和式(3-18)代入式(3-14)，可以計算出除第1組外各組（不同F(xiàn)e3+起始濃度)反應(yīng)溶液的在定溫下的平衡常數(shù)Ki，e值。三、實驗儀器與試劑(1) 實驗儀器721型（或722型）分光光度計 1臺 超級恒溫槽 1臺50mL容量瓶 8個 l00mL燒杯（或錐瓶） 4個 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) 實驗試劑

5、 1×10-3mol/L KCNS(由A.R級KCNS配成，用AgNO3容量法準(zhǔn)確標(biāo)定） 0.1mol/L Fe(NH4)(SO4)2 由A.R級Fe（NH4)(SO4)2·12H2O配成，并加入HNO3使溶液中的H+濃度達(dá)到0.1mol/L,Fe3+的濃度用EDTA容量法準(zhǔn)確標(biāo)定1mol/L HNO3 (A.R) 1 mol/L KNO3（A.R）四、實驗步驟取8個50mL容量瓶，編好號，按表3-9提示的內(nèi)容，計算好所需4種溶液的用量(注意，在這4個容量瓶中，溶液的氫離子均為0.15molL，用HNO3來凋節(jié);溶液的離子強(qiáng)度均為0.7，用KNO3來調(diào)節(jié)）。表3-9 所需用

6、4種溶液的用量項 目容量瓶編號1234KCNS溶液（1×10-3 mol/L）取體積數(shù)/mL10101010實際濃度/(mol/L)2×10-42×10-42×10-42×10-4Fe(NH4)(SO4)2（0.1 mol/L，其中含HNO30.1 mol/L）所取體積/mL2552.51實際濃度/(mol/L)5×10-21×10-25×10-32×10-3含H+的數(shù)量/(mol/L)2.5×10-35×10-42.5×10-41×10-4HNO3溶液（1mol/

7、L）使反應(yīng)體系H+=0.15mol/L577.257.4KNO3溶液（1mol/L）使反應(yīng)體系I=0.752325.326.6 取4個標(biāo)記好的50mL容量瓶，按表3-9中計算結(jié)果，將除KSCN溶液外的三種溶液分別取所需的體積按編號加入，并用蒸餾水沖置刻度（該溶液為測消光值時的對比液）。 再取另外4個標(biāo)記好的50mL容量瓶，按表3-9中計算結(jié)果，將4種溶液分別取所需的體積按編號加入（KCNS溶液最后加），并用蒸餾水沖至刻度（該溶液為液相反應(yīng)體系）。調(diào)整722分光光度計，將波長調(diào)至450nm，分別測定4組反應(yīng)溶液的消光值。每組溶液要重復(fù)測三次（更換溶液），取其平均值。五、實驗記錄及數(shù)據(jù)處理將所得數(shù)

8、據(jù)填入表1。條件：室溫 24.9 H+0.15mol/L 總離子強(qiáng)度I0.7 波長450nm表1 實驗數(shù)據(jù)記錄表樣品編號1234第一次T%17.731.842.962.6A0.7520.4980.3710.204第二次T%17.532.142.662.7A0.7560.4940.3660.202第三次T%17.531.642.962.4A0.7570.5000.3710.205平均值T%17.631.842.862.6A0.7550.4970.3690.204表2 數(shù)據(jù)處理結(jié)果記錄表項目溶液編號1234消光值Ei0.7550.4970.3690.204Ei/E10.6580.4890.270F

9、eCNS2+i,eEi/E1 CNS- 0（mol/L）1.32×10-49.78×10-55.40×10-5Fe3+ i,e = Fe3+0 - FeCNS2+ i,e（mol/L）9.868×10-34.902×10-31.946×10-3CNS- i,e=CNS- 0 - FeCNS2+ i,e6.80×10-51.02×10-41.46×10-4196.71195.60190.06 平均值194.12六、實驗注意事項1.使用分光光度計時，先接通電源，預(yù)熱20min。為了延長光電管的壽命，在不測定數(shù)

10、值時，應(yīng)打開暗盒蓋。  2.使用比色皿時，應(yīng)注意溶液不要裝得太滿，溶液約為80%即可。并注意比色皿上白色箭頭的方向，指向光路方向。  3.溫度影響反應(yīng)常數(shù)，實驗時體系應(yīng)始終要恒溫。  4.實驗用水最好是二次蒸餾水。七、提問與思考當(dāng)Fe3+、CNS-濃度較大時，能否用式(3-16)計算FeCNS2+絡(luò)離子生成的平衡常數(shù)？答：不可以。根據(jù)圖3-12所顯示的SCN-濃度對絡(luò)合物組成的影響，F(xiàn)e3+與濃度很低的SCN-（一般應(yīng)小于5×10-3mol/L）只進(jìn)行Fe3+CNS-=FeCNS2+的反應(yīng)，但當(dāng)Fe3+、SCN-濃度較大時，

11、就不只是生成一配位的絡(luò)離子，F(xiàn)eCNS2+1,eCNS-，則E1KCNS-0故不能用式(3-16)計算。平衡常數(shù)與反應(yīng)物起始濃度有無關(guān)系？答：平衡常數(shù)與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)，只與溫度有關(guān)。測定Kc時，為什么要控制酸度和離子強(qiáng)度？答：由于Fe3+SCN-在水溶液中存在水解平衡，F(xiàn)e3+與SCN-的實際反應(yīng)很復(fù)雜，平衡常數(shù)受氫離子的影響，因此，實驗只能在同一PH下進(jìn)行，故而要控制酸度。另外，本實驗為離子平衡反應(yīng)，離子強(qiáng)度對平衡有很大影響，所以，在各被測溶液中例子強(qiáng)度應(yīng)保持一致，實驗時，加入硝酸鉀就是為了作為輔助介質(zhì)，控制離子強(qiáng)度一致。測定消光度時，為什么需空白對比液？怎么選擇空白對比液？答：除了FeCNS2+在溶液中顯色具有一定的吸光度外，其他試劑也是具有一定的吸光度的，因此在沒有設(shè)置空白對比液的情況下，所得的吸光度會比準(zhǔn)確值偏高。因此必須使用除被測物質(zhì)外其它組分完全一致的溶液作為空白對比液，在分光光度計中進(jìn)行背景校正。八、參考文獻(xiàn)1何廣平，南