实验六化学平衡常数及分配系数的测定
发布时间:2018-10-05 12:12:49
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实验六 化学平衡常数及分配系数的测定
一、实验目的
测定I2在CCl4和H2O中的分配系数k以及反应I2+KI=KI3的平衡常数KC。
二、实验原理
在恒温、恒压下I2和KI在水溶液中建立如下平衡:
I2+KI=KI3 (1)
为了测定平衡常数,应在不扰动平衡状态的条件下,测定平衡组成。当上述反应达到平衡时,若用Na2S2O3标准溶液来滴定溶液中I2的浓度,则随着I2的消耗,平衡将向左移动,使KI3继续分解,最终只能测得溶液中I2和KI3的总量。为了测定I2的单独浓度,可在上述溶液中加入CCl4,然后充分摇匀。由于KI和KI3均不溶于CCl4,只有I2既可溶于CCl4也可溶于H2O,当温度和压力一定时,上述化学平衡及I2在CCl4层和H2O层中的分配平衡同时建立。
设a——平衡时H2O层中的
a’——平衡时CCl4层中
b——平衡时H2O层中
c——KI溶液初浓度
实验测得分配系数k及CCl4层中I2浓度a’后,根据k=a’/a即可求得H2O层中I2的单独浓度a。再从已知c及测得的b,即可计算(1)式的平衡常数。
三、仪器和试剂
恒温槽一套;250ml碘量瓶3个;50ml移液管3支;10ml移液管2支;250ml三角锥瓶4个;碱式滴定管2支;10ml量筒1个,25ml量筒1个;5ml量杯2个;50ml小烧杯1个。
0.005M Na2S2O3标准溶液;0.1MKI标准溶液;
0.04M I2的CCl4溶液;纯CCl4;1%淀粉溶液。
四、实验步骤
1、按表列数据,将样品溶液配于碘量瓶中。
2、将配好的溶液置于30℃的恒温槽内,恒温1.5小时。恒温期间,每隔10分钟振荡一次,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,待两液层充分分离后,按表列数据吸取样品进行分析。
3、 析水层时,用Na2S2O3滴至淡黄色,再加2ml淀粉溶液作指示剂,然后仔细滴至蓝色刚好消失。
4、吸取CCl4层样品溶液,(为了不让水层样品溶液进入移液管,用吸耳球边向移液管吹气通过水层而插入CCl4层),放入盛有10ml蒸馏水的三角锥瓶中。加入少许固体KI,以保证CCl4层中的I2完全提取到水层中,然后加入2ml淀粉溶液。细心地滴至水层蓝色消失,CCl4层不再呈紫红色。滴定后和未用完的CCl4层溶液皆应倾入回收瓶。
五、数据记录及处理
数据记录如下表:
槽温: 17.3℃ Na2S2O3溶液浓度: 0.01mol/L
KI溶液浓度: 0.1mol/L
样品编号 | I | II | III | ||||
样品溶液的组成(ml) | H2O | 200 | 50 | 0 | |||
0.04MI2的CCl4溶液 | 25 | 20 | 25 | ||||
KI溶液 | 0 | 50 | 100 | ||||
CCl4 | 0 | 5 | 0 | ||||
取样体积(ml) | 50 | 5 | 10 | 5 | 10 | 5 | |
H2O层 | CCl4层 | H2O层 | CCl4层 | H2O层 | CCl4层 | ||
消耗Na2S2O3体积(ml) | 1 | 7.35 | 65.90 | 18.50 | 21.10 | 29.20 | 15.19 |
2 | 6.98 | 69.51 | 19.68 | 27.05 | 29.39 | 14.77 | |
平均值 | 7.17 | 67.71 | 19.09 | 24.08 | 29.30 | 14.98 | |
分配系数和平衡常数 | K=9.44 | Kc1= 68.63 | Kc2=205.35 | ||||
Kc=136.99 | |||||||
数据处理:
1、计算30℃时I2在CCl4层和水层的分配系数k。
2、计算30℃时反应(1)的平衡常数KC。
六、思考题
1、测定平衡常数和分配系数为什么要求恒温?
温度影响化学平衡的移动,使反应达到新的平衡,改变平衡常数与分配系数。
2、配制溶液时,哪些试剂需要准确计量其体积,为什么?
KI溶液,需要计算KI溶液的初浓度;
3、配制I、II、III号溶液进行实验的目的何在?根据本实验的结果能否判断反应已达平衡?
I号用来测定分配系数K;由II、III号中,a=a’/K, b由水层Na2S2O3消耗量可求,即可求得Kc.
附录:
文献数据:KC(25℃)=714.3;KC(30℃)=638.43;KC(35℃)=527.70