诸位大神,硫酸钡的电导率是多少?
7.1 实验目的
1.熟悉沉淀的生成、陈化、离心分离、洗涤等基本操作。
2.了解饱和溶液的制备。
3.了解难溶电解质溶度积测定的一种方法。
4.复习和巩固电导率仪的使用。
7.2 实验原理
难溶电解质的溶解度很小,会很难直接测定。但是,只要有溶解作用,溶液中就有电离出来的带电离子,就可以通过测定该溶液的电导或电导率,再根据电导与浓度的关系,计算出难溶电解质的溶解度,从而换算出溶度积。
7.2.1 电导和电导率
电解质溶液导电能力的大小,可以用电阻R或电导G来表示,两者互为倒数,即:G=1/R
在一定温度下,两电极间溶液的电阻R与两电极间的距离l成正比,与电极面积A成反比:R=Pl/A,P为比例常数,称为电阻率,它的倒数称为电导率。电导率一般由制造厂给出,标在电极上。
7.2.2 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电解质溶液的电导率,称为摩尔电导率,以∧m表示。
受温度和容积的影响浓度会发生变化,速度快准确度高。电导率的测定测定蒸馏水的电导率,再测定硫酸钡饱和溶液的电导率。
实验数据及结果室温T=24.8 O)=1.84*10-6 S/cm Κ(BaSO )=5.78*10-6 S/cm Κ(BaSO =(5.87-1.84)*10-6 S/cm =4.03*10 -6 S/cm c(BaSO =4.03*10-6 /287.2 =1.403*10 -8 mol/L =1.403*10- mol/LKsp(BaSO =(1.403*10-5 1.968*10-10 查阅文献Ksp(BaSO )=1.08*10-10
相对误差α=(1.968-1.08)/1.08*100% =82.2% 溶解度BaSO (aq)S(BaSO =1.403*10-5 *233g/L =3.27*10 -3 =3.27*10-4 g/100mL 标准值S(BaSO )=2.42*10-4 g/100mL
相对误差α=(3.27-2.42)/2.42*100% =35.1% 由于过滤效率太慢,加水洗涤2-3次,不足以将全部离子洗尽,虽然用硝酸银检验,但一定还会有其他离子残留. 没有用热水洗涤,不能较好的将吸附在沉淀上的杂志洗涤完全,,导致测得的电导率偏大。
扩展资料电导率的测量通常是溶液的电导率测量。固体导体的电阻率可以通过欧姆定律和电阻定律测量。电解质溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板,由测量到的电导池常数K和两电极板之间的电导G而求得电导率σ。
电导率测量中最早采用的是交流电桥法,它直接测量到的是电导值。最常用的仪器设置有常数调节器、温度系数调节器和自动温度补偿器,在一次仪表部分由电导池和温度传感器组成,可以直接测量电解质溶液电导率。
电阻率:是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位是欧姆·平方毫米/米。
电导率:水的导电性即水的电阻的倒数,通常用它来表示水的纯净度。
电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
电 导率的基本单位是西门子(S),原来被称为姆欧,取电阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示, 以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板 的面积。
=ρl=l/σ
(1)定义或解释 电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ (2)单位:在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米。 (3)说明 电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强,反之越小。
由于水中含有各种溶解盐类,并以离子的形式存在。当水中插入一对电极时,通电之后,在电场的作用下,带电的离子就产生一定方向的移动。水中阴离子移向阳极,使水溶液起导电作用,水的导电能力的强弱程度,就称为电导(或电导度),用G表示。电导反映了水中含盐量的多少,是水的纯净程度的一个重要指标,水越纯,含盐量越少,电阻越大,电导越小,超纯水几乎不能导电。电导是电阻的倒数,即
G=L/R
式中R-电阻,单位为欧姆(Ω)
G-电导,单位西门子(S) 1S=10^3Ms=10^6μS
因R=ρ*L/F,代入上式,则得到:
G=I/ρ*I/J=K*I/J
对于一对固定电极来讲,二极间的距离不变,电极面积也不变,因此L与F为一个常数。令:J=L/F,J就称为电极常数,可得到
G=I/ρ*I/J=K*I/J
式中:K=1/ρ就称为电导率,单位为S/cm。1S/cm=10^3m S/cm=10^6μS/cm电导率K的意义就是截面积为1cm^2,长度为1cm的导体的电导。当电导常数J=1时,电导率就等于电导,电导率是不同电解质溶液导电能力的表现。
电导率K,电导G,电阻率ρ三者之间的关系如下:
K=J*G=1/ρ
式中J为电极常数,例如:电导率为0.1μS/cm的高纯水,其电阻率应为:
ρ=1/K=1/0.1*10^6=10MΩ.cm
倒数,但是超纯水测试不容易测准,因为会有溶解CO2的影响,而且电极本身的校正也是很重要的
简单的说一下,水中的盐份和离子具有导电能力,当插 入一对电极之后,水中的离子便会电极之间发生定向移动,因此产生导电效应。水质越好,水中杂质越少(盐份越低),导电能力越弱,因此电阻率越大,由于电阻率是电导率的倒数关系,因此电导率就越低。相反水质越差,含盐越多,导电能力越强,电阻率越小,因此电导率就越大。
电解质
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。化合物导电的前提:其内部存在着自由移动的阴阳离子。
离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电;共价化合物:某些也能在水溶液中导电(如HC,其它为非电解质)
导电的性质与溶解度无关,强电解质一般有:强酸强碱,大多数盐;弱电解质一般有:(水中只能部分电离的化合物)弱酸(可逆电离,分步电离<多元弱酸>。另外,水是极弱电解质。
注:能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10-4 g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此,硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。
氢氧化铁的情况则比较复杂,Fe3+与OH-之间的化学键带有共价性质,它的溶解度比硫酸钡还要小(20 ℃时在水中的溶解度为9.8×10-5 g);而落于水的部分,其中少部分又有可能形成胶体,其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。
判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。非金属氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如SO2本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。金属氧化物,如Na2O,MgO,CaO,Al2O3等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。
可见,电解质包括离子型或强极性共价型化合物;非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电,是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离,是由其结构决定的。因此,由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。
另外,有些能导电的物质,如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物,而是单质,不符合电解质的定义。
电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,例如酸、碱和盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如蔗糖、酒精等。
电解
电能转变为化学能的过程。即使直流电通过电解槽,在电极-溶液界面上进行电化学反应的过程 。例如,水的电解,电解槽中阴极为铁板,阳极为镍板 ,电解液为氢氧化钠溶液。通电时,在外电场的作用下,电解液中的正、负离子分别向阴 、阳极迁移 ,离子在电极 - 溶液界面上进行电化学反应。在阴极上进行还原反应.
水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2(g)和O2(g)。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段,许多很难进行的氧化还原反应,都可以通过电解来实现。例如:可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟,熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用,许多有色金属(如钠、钾、镁、铝等)和稀有金属(如锆、铪等)的冶炼及金属(如铜、锌、铅等)的精炼,基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备,还有电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解实现的。
电导率
电导率(T.D.S):水的导电性即水的电阻的倒数,通常用它来表示水的纯净度。
电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为姆欧,取电阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。
=ρl=l/σ
(1)定义或解释 电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ (2)单位: 在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米。 (3)说明 电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强,反之越小。
电导电极有那些种类?有何不同用途?
电导电极一般分为二电极式和多电极式两种类型。
二电极式电导电极是目前国内使用最多的电导电极类型,实验式二电极式电导电极的结构是将二片铂片烧结在二平行玻璃片上,或圆形玻璃管的内壁上,调节铂片的面积和距离,就可以制成不同常数值的电导电极。通常有K=1、K=5、K=10等类型。而在线电导率仪上使用的二电极式电导电极常制成圆柱形对称的电极。当K=1时,常采用石墨,当K=0.1、0.01时,材料可以是不锈钢或钛合金。多电极式电导电极,一般在支持体上有几个环状的电极,通过环状电极的串联和并联的不同组合,可以制成不同常数的电导电极。环状电极的材料可以是石墨、不锈钢、钛合金和铂金。
电导电极还有四电极类型和电磁式类型。四电极电导电极的优点是可以避免电极极化带来的测量误差,在国外的实验式和在线式电导率仪上较多使用。电磁式电导电极的特点是适宜于测量高电导率的溶液,一般用于工业电导率仪中,或利用其测量原理制成单组分的浓度计,如盐酸浓度计、硝酸浓度计等。
如何测定电导电极常数?为何要对常数进行校准?
根据公式K=S/G,电极常数K可以通过测量电导电极在一定浓度的KCL溶液中的电导G来求得,此时KCL溶液的电导率S是已知的。
由于测量溶液的浓度和温度不同,以及测量仪器的精度和频率也不同,电导电极常数K有时会出现较大的误差,使用一段时间后,电极常数也可能会有变化,因此,新购的电导电极,以及使用一段时间后的电导电极,电极常数应重新测量标定,电导电极常数测量时应注意以下几点:
1. 测量时应采用配套使用的电导率仪,不要采用其它型号的电导率仪。
2. 测量电极常数的KCL溶液的温度,以接近实际被测溶液的温度为好。
3. 测量电极常数的KCL溶液的浓度,以接近实际被测溶液的浓度为好。