难溶金属氢氧化物溶度积的测定

图7-1 pH图7-1 pH滴定曲线vNaOH韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告班级20011312学号23姓名高旺珠同组评分.实验日期:2004年9月22日室温 27.0°C气压 101.56X103Pa 教师难溶金属氢氧化物溶度积的测定实验目的：1、 掌握pH自动滴定法测定难溶金属氢氧化物溶度积的原理和方法；2、 学会pH自动滴定仪测定Ni(OH)2的溶度积。实验原理：难溶性金属氢氧化物溶度积符合下式：a anKSP=M0〃+•OH-在定温下K为常数。根据水的离子积Kw，h+•aOH-可的得氢离子活度与K的关O1 O1系即溶液pH与KSP的关系。因此若准确地测出形成某金属氢氧化物沉淀时溶液的pH值和金属离子的活度或浓度就可以算得KSP值。phTA(沉淀开始)B(沉淀完全)如图7-1是一个典型的pH滴定曲线：图中AB线段为沉淀形成阶段，加入的NaOH消耗与金属离子结合，故溶液pH值变化缓慢，滴定曲线几乎呈水平状态。在沉淀阶段AB线段间任取一点i,并确定i的两个坐标的准确值，就得到该点的pH值和对应的NaOH的滴定量，则在实验温度下被测的金属氢氧化物的溶度积：Ksp=[Ni2+].[OH-]2而[际2+]二味脚(VB-Vi)/2(VN2++Vi) [0氏]=10-14/10-伽\则K=[N(V-V)/2(Vn2++V)]X[10-14/10-(pH)]2SPNaOHBi N.i j

式中NNa0H为标准溶液NaOH的当量浓度，VB为B点所消耗的NaOH体积，Vi为i点所消耗的NaOH体积，VN2为实验时所用NiS04溶液的体积，(PH)为i点的pH值。4i本实验采用pH自动滴定法进行。将玻璃电极与甘汞电极插入被测溶液NiS04之中，组成待测电池置于ZD-1型滴定台上，与ZD-3型自动电位滴定计和XW—100型自动电位差计配套组成测定系统。随着NaOH标准溶液的不断滴入被测液的pH值即电池的电动势将发生连续变化。这个变化的电讯号送到ZD-3型自动电位滴定计进行放大，并显示溶液的pH值。并且它经取样转化为脉冲信号，送到DZ型滴定装置，控制电磁阀，以此控制NaOH的滴入量。同时电动势变化的信号也输入自动电位差计，驱动记录笔绘出滴定的时间一pH曲线，如左图7—2。滴定所消耗的NaOH溶液体积则由滴定管直接读出。实验仪器：ZD-3型自动电位滴定计；ZD滴定装置(00312112)；XW-100型自动电子电位差计；自动滴定管(50mL)；移液管；231型玻璃电极；饱和甘汞电极；烧杯实验药品：0.2000mol/LNaOH标准溶液；0.5mol/LNiSO4待测溶液实验步骤：1、 组装仪器：仪器的连线参照说明书连接好；2、 制待测液：以2ml1.0mol-L-1NiSO4溶液和50ml蒸馏水的比例配制5份待测液；3、 绘制工作曲线：以标准缓冲溶液校正仪器后，将1份待测液置于滴定台上，插入电极后调整装置各部分运转情况，进行过量滴定，记录仪将回出完整的滴定工作曲线；4、求B点所消耗的NaOH溶液体积VB：用作图法在工作曲线上求得A，B两点的pH值，以B点pH值作为滴定终点，进行自动控制滴定。由滴定前后NaOH溶液的体积求出所消耗的NaOH标准溶液体积VB；5、求沉淀阶段任意2点所消耗的NaOH溶液的体积V£：在工作曲线上找出A，B间任意3点的pH值，分别以它们作为滴定终点进行自动滴定，并由此求得相应的3个NaOH标准溶液体积七。数据处理：表一:用标准缓冲溶液校正仪器■----&>TrnB _123pH4.006.869.18E/mv158-8-135表二 A,B两点所消耗的NaOH标准溶液体积VB次数12项目A1D1A2D2消耗的NaOH标准溶液体积VB/ml3.8012.803.7812.78表三 沉淀阶段任意两点C,D点所消耗的NaOH标准溶液体积七次数12项目C1D1C2D2消耗的NaOH标准溶液体积V/ml6.809.806.789.78电池电动势E/mv—71—82—70—80被测点落在碱性段时吧。=6.86 pH2o=9.18则根据K=E1。_气0 K=8(T35)=—54.74pH0-pHo 6.86-9.18又b=Eo—KpHo=—8—(—54.74)X6.86=367.52再根据pH=E-l^求得对应点的pH值；K若被测点落在酸性段时pH10=4.00pH20=6.86再根据K=气：-气。°1 2K=158-(-8)=—58.044.00-6.86又b=E0—KpH0=158—(—58.04)X4.00=390.16再根据pH=E^b求得对应点的pH值。K根据K=[N (V—V)/2(Vm2++V)]X[10-14/10-何]2(苴中SPNaOHBi N2+ i iV=匕1*匕2= ml=12.79ml;NW1OH=0.2000mol•L-i;VNi2+=52ml)求得B ^2 ^2 awi1

被测的Ni(OH)2的溶度积Ksp，得到结果如下表:表四 沉淀阶段任意两点C,D点所消耗的NaOH标准溶液体积V,及对应的pH值次数项目\12C1D1C2D2消耗的NaOH标准溶液体积V"6.809.806.789.78电池电动势E/mv-71-82-70-80该点的pH值7.958.217.938.18Ni(OH)2的溶度积Ksp8.09*10-1512.73X10-157.41X10-1511.16X10-15ksp=(8.09X10-15+12.73X10-15+7.41X10-15+11.16X10-15)^4=9.85X10-15本实验的相对误差为I9曷x10-15-2x10I9曷x10-15-2x10-15|X100%=392.5%2x10-15sp理论问题与讨论:1.分析本实验误差较大的原因:理论值ksp=2.0*10T5新析出的Ni(OH)2的ksp值18〜25°C).而实验温度却为27.0°C,因为ksp是和温度有关的常数，所以温度不同ksp理论值的也会发生变化，这是导致我们实验误差这么大的最主要原因. "C点和D点的所取的值为A点和B点的三等分点，它们所测得的电池电动势对pH值影响很大,而这个pH值对于溶度积就影响更大了，所以这样算出来的误差会比较