实验七十七  化学平衡常数及分配系数的测定

预习提问

1、在实验中，所用的碘量瓶和锥形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？为什么？

答：1、用标准Na₂S₂O₃滴定时所用的锥心瓶，装碘的饱和水溶液的碘量瓶不需要干燥，因为其对碘的物质的量没有影响，不会引起偏差；

2、装KI溶液的碘量瓶需要干燥，若有水会影响碘离子的浓度。

2、在实验中，配制1、2号溶液的目的何在？

答：1号液是为了求出该温度下碘在水和四氯化碳中的分配系数；

    2号液是在水中建立碘的化学平衡以及碘在水和四氯化碳中的分配平衡，先通过滴定测出碘在四氯化碳中的浓度，用分配定律求出水层中的碘浓度，再依次算出I₃^-和碘离子的浓度，从而求出其化学平衡常数。

3、在实验中，为什么应严格控制恒温？如何控制？

答：因为平衡常数和分配系数均与温度有关，所以应严格控制温度。

将配置好的溶液放入恒温水浴槽中。

4、在实验中，需要直接测得哪些实验数据？如何测得？

答：恒温水浴温度，常温以及升温后①号液中水层和CCl4层中碘的浓度，②号液中水层和CCl4层中碘的浓度。用数值式贝克曼温度计测定水温；用硫代硫酸钠标准溶液来滴定溶液中碘的浓度。

5、在实验中，滴定CCl4层样品时，为什么要先加KI水溶液？

答：加入KI水溶液是为了加快四氯化碳中的碘完全提出到水层中，加快了滴定速率，有利于硫代硫酸钠滴定的顺利进行。

6、在实验中，如何求得反应达平衡时I₂ 、I^-、I^3-的浓度？

答：首先根据①号液测出I₂在H₂O及CCl₄层中的分配系数K_d，然后在根据②号液待平衡后再测出I₂在CCl₄中的浓度，根据分配系数，可算出I₂在KI水溶液中的浓度。再取上层水溶液分析，得到I₂和I₃^-的总量。

由于在溶液中I^-总量不变，固有：

这样就可求得反应达平衡时I₂ 、I^-、I^3-的浓度。

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分配系数和化学反应平衡常数的测定

一、 实验目的

（1）测定碘在四氯化碳和水中的分配系数。

（2）测定水溶液中碘与碘离子之间配合反应的标准平衡常数。

二、 实验原理

1.  碘在水和四氯化碳中分配系数的测定

在一定温度下，将一种溶质A溶解在两种互不相溶的液体溶剂中，当系统达到平衡时此溶质在这两种溶剂中分配服从一定的规律。即如果溶质A在这两种溶剂中既无解离作用，也无蒂合作用，则在一定温度下平衡时，该平衡可以表示如下：

A(溶剂1)      B（溶剂2）

根据相平衡规则，此时A在这两种溶剂中的化学势相等。进一步根据溶质型组分的化学势表达式，，A在这两种溶剂中的活度之比是一常数，可用K_d表示。若两种溶液都比较稀，则它们相对浓度之比近似等于K_d，称为分配系数;

如果溶质A在溶剂1和溶剂2中的分子形态不同，则分配系数的表示式就不同。例如，如果A发生蒂合作用并主要以A_n形式存在，则该平衡可以表示为:

A(溶剂1)       nA（溶剂2）

其中n是缔合度，它表明缔合分子A_n是由单分子组成的。此时分配系数可表示为：

若将I₂加入CCl₄和H₂O这两种互不相溶的液体中，则会在这两相中建立如下平衡：

 I₂ (H₂O)     I₂（CCl₄）

分别滴定CCl₄层和H₂O层中I₂的浓度。

2.  在水溶液中碘与碘离子配合反应的标准平衡常数的测定

    在水溶液中会发生配合反应并建立碘负离子与碘三负离子平衡，其平衡常数可表示为：

若溶液比较稀，则溶液中各组分活度系数都近似为1，那么

    在一定温度和压力下，把浓度为c的KI水溶液与I₂的CCl₄溶液按一定比例混合后，用滴定方法测得浓度后可得出水层中配合碘的浓度为d=(b+d)-b,进一步可得出水溶液中碘和碘离子配合反应的标准平衡常数为：

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实验一 分光光度计法测溶液化学反应的

一、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离子的平衡常数。

2.通过实验了解与反应物起始浓度无关。

3.掌握分光光度计的正确使用方法。

二、实验原理

Fe³⁺离子与SCN^-离子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^-离子的浓度增加时，Fe³⁺离子与SCN^-离子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颜色也不同。由图可知，当Fe³⁺离子与浓度很低的SCN^-离子(一般应小于5×10^-3mol·dm^-3)时，只进行如下反应：

即反应被控制在仅仅生成最简单的Fe(SCN)²⁺络离子。其标准平衡常数

根据朗伯-比尔定律，吸光度与溶液中Fe(SCN)²⁺络离子浓度成正比。

（A为吸光度，K为常数， L为液层厚度）。借助于分光光度计测定溶液的吸光度，可计算出平衡时Fe(SCN)²⁺络离子的浓度以及Fe³⁺离子和SCN^-离子的浓度，从而求出该反应的平衡常数。

由于:

(1) Fe³⁺离子在水溶液中存在下列水解平衡

达平衡时

与酸度有关。依此，各实验溶液的pH值必须相同。

（2）溶液中离子反应的平衡常数受离子强度影响较大。依此，各被测溶液的离子强度必须保持一致。

（3）Cl^-、PO^3-₄等多种阴离子可与Fe³⁺离子络合，降低Fe(SCN)²⁺络离子浓度、减弱溶液颜色、甚至完全消失。依此，实验中必须设法避免Cl^-、PO^3-₄等阴离子的参与。

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华 南 师 范 大 学 实 验 报 告

学生姓名                      学    号                           

专    业      化学(师范)       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

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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)

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化学平衡常数及分配系数的测定

1. 简述测定反应KI+I₂=KI₃的平衡常数的基本原理。

答：在恒温下，碘（I₂）溶在含有碘离子（I^-）的溶液中，大部分成为络离子（I₃^-）,并存在下列平衡：

                                                                                                        其平衡常数表达式为：

                        （2）

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华 南 师 范 大 学 实 验 报 告

学生姓名                        学    号                                

专    业                        年级、班级                              

课程名称                        实验项目  液相反应平衡常数的测定    

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