实验七　平衡常数的测定

【实验目的】

（1）测定平衡常数。

（2）了解化学平衡和平衡移动原理。

（3）练习滴定操作。

【实验原理】

碘与KI溶液混合后会形成离子，同时建立如下平衡

式中，α为活度；γ为活度系数；［I-］、［I2］、［］为平衡浓度。

由于溶液中离子强度不大则：

所以　　

测定［I-］、［I2］、［］平衡浓度时，可将过量的碘固体加入到已知浓度的碘化钾溶液中摇荡，反应达平衡后，取上清液，用标准硫代硫酸钠溶液进行滴定，滴定反应如下：

2Na2S2O3+I22NaI+Na2S4O6　　（2）

用硫代硫酸钠溶液滴定，测定到的是平衡时I2和的总浓度：

［I2］的平衡浓度测定可通过在相同温度下，过量固体碘与水处于平衡时，溶液中碘的浓度来代替。

［I2］=c'

则　　［］=c-［I2］=c-c'

若KI溶液中I-的起始浓度为c0，每一个I-与I2可以生成一个，所以平衡时

［I-］=c0-［］

【实验仪器与试剂】

仪器：天平，碱式滴定管（50mL），烘干的碘量瓶（100mL，250mL），锥形瓶（250mL），移液管，量筒（100mL），振荡器，吸量管（10mL），洗耳球。

试剂：碘，Na2S2O3标准溶液（0.0050mol·L-1），KI（0.0100、0.0200mol·L-1），淀粉溶液（0.2％），蒸馏水。

【实验步骤】

①取2个干燥的100mL碘量瓶和1个干燥的250mL碘量瓶，分别编号为1、2、3号。用量筒分别量取80mL0.0100mol·L-1KI溶液注入1号瓶，80mL0.0200mol·L-1KI溶液注入2号瓶，200mL蒸馏水注入3号瓶，然后在每个瓶中分别加入0.5g研细的碘，盖好瓶塞。

②将3个碘量瓶在室温下振荡30min，静止10min后，取上层清液进行滴定。

③用10mL吸量管取1号瓶上层清液两份，分别注入2个250mL锥形瓶内，再各加入40mL蒸馏水，用0.0050mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定其中一份至呈淡黄色时（注意不能滴过量）注入4mL0.2％淀粉溶液，此时溶液应呈蓝色，继续滴定至蓝色刚好消失，记下所消耗的Na2S2O3溶液的体积，平行做第二份清液。

用上述方法滴定2号瓶上层清液。

④用50mL移液管取3号瓶上层清液两份，用0.0050mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，方法同上。记录滴定终点所消耗Na2S2O3溶液体积。

【数据记录与处理】

用Na2S2O3标准溶液滴定碘时，相应的碘浓度计算方法如下。

1、2号瓶碘浓度的计算方法

3号瓶碘浓度的计算方法

本实验测定的K值在1.0×10-3～2.0×10-3范围内合格（文献值K=1.5×10-3），数据记录于表2-4中。

【思考题】

（1）在固体碘和碘化钾溶液反应时，如果碘的量不够，将有何影响？碘的用量是否一定要准确称量。

（2）在实验过程中，如果有以下情况，对实验结果将会产生什么影响？

①吸取清液进行滴定时不小心吸进一些碘微粒；

②饱和碘水放置很久后才滴定；

③振荡时间不够。

【注意事项】

（1）碘易升华、挥发，有毒性和腐蚀性，要小心使用。

（2）本实验玻璃仪器要洁净干燥，移液要准确，尤其CCl4溶液较重，更要严格掌握，以免影响结果。

（3）摇动锥形瓶加速平衡时，勿将溶液荡出瓶外，摇后可开塞放气，再盖严。

（4）实验结束后，碘应回收，其它废液倒入碱性废液桶内。