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1、實驗十五 I3II2平衡常數(shù)的測定課時安排 4學時實驗目的1、學會測定I3I2+ I的平衡常數(shù)；2、了解化學平衡和平衡移動的原理；3、練習滴定操作。實驗原理介紹碘溶于碘化鉀溶液中形成離子I3，并建立下列平衡。 I3I2+ I （1）在一定溫度條件下，其平衡常數(shù)為式中為活度， 為活度系數(shù),I、I2、I3為平衡時的濃度。由于在離子強度不大的溶液中： 1 所以 K （2）為了測定平衡時的I、I2、I3，可用過量固體碘與已知濃度的碘化鉀溶液一起搖蕩，達到平衡后，取上層清液，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定。 2NaS2O3+I2=2NaI=Na2S4O6由于溶液中存在I3I2+ I的平衡，所以用硫代硫酸鈉溶液
2、滴定，最終測到的是平衡時I2和I3的總濃度。設這個濃度為c，則： c=I2+ I3 （3） I2可通過在相同溫度條件下，測定過量固體碘與水處于平衡時，溶液中碘的濃度來代替。設這個濃度為c，則 I2= c整理（3）式 I3= c-I2= c- c 從（1）式可以看出，形成一個I3就需要一個I，所以平衡時I為 I= - I3 式中為碘化鉀的起始濃度。 將I2、I3和I代入（2）式即可求得在此溫度條件下的平衡常數(shù)K。基本操作與儀器介紹1、認識酸式滴定管和堿式滴定管滴定管是滴定時準確測量溶液體積的量器。滴定管分為酸式滴定管和堿式滴定管，酸式滴定管下端有玻璃活塞開關，它用來裝酸性溶液和氧化性溶液，不能盛
3、裝堿性溶液。堿式滴定管的下端連接乳膠管，管內有玻璃珠以控制溶液的流出，乳膠管下端連有尖嘴玻璃管。2、堿式滴定管的使用方法（1） 檢查滴定管是否漏水，液滴是否能靈活控制；（2） 滴定管的洗滌、盛裝溶液的潤洗；（3） 裝液溶液加入到滴定管最高標線以上；（4） 排出滴定管（乳膠管及尖嘴）氣泡；（5） 滴定前讀數(shù)（注入溶液或放出溶液后，需等12分鐘后讀數(shù)）；（6） 滴定操作重點（操作手法、滴定速度、終點觀察）；（7） 滴定完讀數(shù)；（8） 滴定結束后滴定管的處理。3、酸式滴定管的使用方法（1） 檢查滴定管的密合性；（2） 旋塞涂凡士林（涂的方法）；（3） 同堿式滴定管使用方法（2）；（4） 同堿式滴定管
4、使用方法（3）；（5） 排氣泡（方法不同于堿式滴定管）；（6） 滴定前讀數(shù)；（7） 滴定操作重點（操作手法、滴定速度、終點觀察）；（8） 滴定完讀數(shù)；（9） 滴定結束后滴定管的處理。4、強化移液管的使用方法實驗重要步驟（1）取兩只干燥的100ml碘量瓶和一只250ml碘量瓶，分別標上1、2、3號。用量筒分別取80ml 0.0100molL-1碘化鉀溶液注入1號瓶，取80ml 0.0200molL-1碘化鉀溶液注入2號瓶，取200ml蒸溜水注入3號瓶。然后在每個瓶內各加入0.5g研細的碘，蓋好瓶塞。（2）將3只碘量瓶在室溫下振蕩或者在磁力攪拌器上攪拌30分鐘，然后靜置10分鐘，待過量固體碘完全沉
5、于瓶底后，取上層清液進行滴定。（3）用10ml吸管取1號瓶上層清液兩份，分別注入250ml錐形瓶中，再各注入40ml蒸溜水，用0.0050molL-1標準硫代硫酸鈉溶液滴定，滴至呈淡黃色時（注意不要滴過量），注入4ml 0.2%淀粉溶液，此時溶液應呈藍色，繼續(xù)滴定，至藍色剛好消失。記下所消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積數(shù)。同樣方法滴定2號瓶上層的清液。（4）用50ml 吸管取3號瓶上層清液兩份，用0.0050molL-1標準硫代硫酸鈉溶液滴定， 方法同上。 數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理瓶 號123取樣體積V/mL10.0010.0050.00Na2S2O3溶液的用量mL平 均Na2S2O3溶液的濃度/mol/
6、LI2與I3的總濃度/mol/L水溶液中碘的平衡濃度/mol/LI2/mol/LI3/mol/Lc0/mol/LI/mol/LKK平均值用Na2S2O3標準溶液滴定碘時，相應的碘的濃度計算方法如下：1、2號瓶 3號瓶 本實驗測定K值在1.010-3 2.010-3范圍內合格（文獻值K=1.510-3 ）。實驗習題1、為什么本實驗中取KI溶液可用量筒？答：平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度確定，K值確定。同時水溶液中的I2的飽和濃度I2也是溫度的函數(shù)。在配制平衡體系時，加入的I2(s)是過量的，當體系達到平衡時, = ，是一個定值(可用I2(s)在水中的飽和濃度代替，其準確濃度可以用NaS2O3標準溶液
7、來滴定，其值設為)，因此也是定值。平衡體系中I2和I3的總濃度也可以用NaS2O3標準溶液來滴定，其值設為c，平衡時，KI的起始濃度設為，平衡時=，體系平衡常數(shù)的表達式為：。由此可見，當KI的起始濃度 確定后，平衡體系中的、和都確定了，平衡常數(shù)的表達式中沒有體積項，K值與溶液的體積無關，所以KI溶液不需要準確量取。2、進行滴定分析，儀器要做那些準備？由于碘易揮發(fā)，所以在取溶液和滴定時操作上要注意什么？答：1、2號瓶必須要洗凈烘干。每次取一份溶液，取完后塞上瓶塞，避光存放；滴定前加適量蒸餾水稀釋，減少碘的揮發(fā)。3、在實驗中以固體碘與水的平衡濃度代替碘與I離子的平衡濃度，會引起怎樣的誤差？為什么可
8、以代用？ 答：鹽效應通常使得物質在水中的溶解度增大，用固體碘與水的平衡濃度代替碘與I離子的平衡濃度，會使平衡常數(shù)表達式：K 中偏小，而偏大，結果使所測得的K值偏小。但是，通常只有當電解質溶液濃度較高時，鹽效應才比較顯著，對于稀溶液(0.0100molL1或0.0200molL1KI)鹽效應可以忽略，所以可以代替。4、在固體碘和KI溶液反應時，如果碘的量不夠，將有何影響？碘的用量是否一定要準確稱量？答：有影響，實驗采用過量碘固體與KI溶液反應得到I2(s)的飽和KI溶液的平衡體系，若碘固體量太少，達不到飽和狀態(tài)，實驗中就不能用I2(s)在水中的飽和濃度代替KI溶液中I2的平衡濃度。不然會導致I2
9、增大，平衡常數(shù)值增大。5、在實驗過程中，如果：(1)吸取清液進行滴定時不小心吸進一些碘微粒；(2)飽和的碘水放置很久才進行滴定；(3)振蕩的時間不夠。對實驗結果將產生什么影響?答：(1)如果是1號瓶(或2號瓶)出現(xiàn)這種情況，那么總碘量偏大，偏大，K偏?。蝗绻?號瓶出現(xiàn)這種情況，一定，偏大，K值偏大。 (2)飽和的碘水放置很久才進行滴定，其中溶解的碘大量揮發(fā)，所測得的總碘量偏小。(3)振蕩的時間不夠，實驗所測得的總碘量 (或)偏小。注：、由于碘容易揮發(fā)，吸取清液后應盡快滴定，不要放置太久，在滴定時不宜過于劇烈地搖動溶液。2、淀粉加入太早溶液中大量的I2被淀粉吸附，使藍色褪去遲鈍而產生誤差。也不能太遲，否則藍色觀察不到。
實驗十五 I3I+I2平衡常數(shù)的測定
