给水排水物理化学实验指导书.docx

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1、给水排水物理化学实验指导书实验液相反响实验平衡常数的测定一、目的和要求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液相反响的实验平衡常数。2通过实验了解实验平衡常数的数值不因反响物初始浓度不同而变化。二、基本原理铁离子与硫氰酸根离子在溶液中可生成一系列的络离子，并共存于同一的平衡体系中，但当铁离子与硫氰酸根离子的浓度很低时，只要如下的反响：Fe3+SCN-FeSCN2+即反响被控制在仅仅生成最简单的FeSCN2+络离子。其平衡常数表示为：23FeSCNcFeSCNCKCC+-=通过实验和计算能够看出，在同一温度下，改变铁离子或硫氰酸根离子浓度时，溶液的颜色改变，平衡发生移动

2、，但平衡常数cK保持不变。根据朗伯比尔定律可知吸光度与溶液浓度成正比。因而，可借助于分光光度计测定其吸光度，进而计算出平衡时硫氰合铁离子的浓度以及铁离子和硫氰酸根离子的浓度，进而求出该反响的平衡常数cK。三、仪器和试剂7221型分光光度计，50mL烧杯4个；50mL锥角瓶2个；10mL移液管6支。4410-?molL-1的NH4SCN溶液；1110-?molL-1、2110-?molL-1的FeCl3溶液。四、实验步骤1不同浓度试样的配制取4个50mL的烧杯，编成1、2、3、4号。用移液管向编号的烧杯中各注入5mL4410-?molL-1的NH4SCN溶液。另取四种各不一样的FeCl3溶液各5

3、mL分别注入各编号的烧杯中。使体系中SCN-离子的初始浓度与Fe3+离子的初始浓度到达下表所示的数值。为此，可按下面步骤配制不同浓度的Fe3+离子溶液：在1号烧杯中直接注入5mL1110-?molL-1的Fe3+离子溶液；在2号烧杯中直接注入5mL2110-?molL-1的Fe3+离子溶液；取50mL锥形瓶1个，注入10mL2110-?molL-1的Fe3+离子溶液，然后加纯水10mL稀释，取出稀释液Fe3+离子浓度3510-?molL-15mL加到3号烧杯中。另取稀释液即Fe3+离子浓度3510-?molL-110mL加到另一个50mL锥形瓶中，再加纯水10mL。配制成浓度为32.510-?

4、molL-1的Fe3+离子溶液，取此溶液5mL加到4号烧杯中。2分光光度计的调剂与溶液吸光度的测定将7221型分光光度计调整好，并把波长调到475nm处。然后分别测定上述4个编号烧杯中各溶液的吸光度。五、数据记录和处理将测得的数据填于下表，并计算出平衡常数cK值。温度：压力：表中数据按下列方法计算：1当1号烧杯Fe3+离子与SCN-离子反响达平衡时。能够以为SCN-全部消耗，此平衡时对硫氰合铁离子的浓度即为反响开场时硫氰酸根离子浓度。既有：21()()FeSCNequSCNiniCC+-=以1号溶液的吸光度为基准。则对应2、3、4号溶液的吸光度可求出吸光度比，而2、3、4号各溶液中2()FeS

5、CNequC+、3()FeequC+可分别按下式求得：()SCNequC-2()FeSCNequC+=吸光度比21()FeSCNequC+?=吸光度比()SCNiniC-?332()()()FeequFeiniFeSCNequCCC+=-2()()()SCNequSCNiniFeSCNequCCC-+=-试验2溶胶的制备及其聚沉值得测定一、目的和要求1制备碘化银溶胶；2用直观法测定聚沉值，比拟3种电解质的聚沉能力。了解其价数规则。二、基本原理胶体是分散相粒子直径为1100nm的一种高度分散的分散体系。通常能够用两种方法制得，分子凝聚法和粒子分散法。本实验是用化学凝聚法制备碘化银溶胶，化学反响是

6、生成难溶性化合物，先使反响在稀溶液中进行。使其晶粒的增长速率放慢。此时可得到细小的粒子1100nm。体系的沉降稳定性得到保证；其次，让一种反响物过量；其目的是在晶体外表构成扩散双电层聚集稳定性的基本因素。下列图，是以KI来稳定的AgI溶胶的构造式和胶团构造示意图。由图能够看出，胶粒是带电的，而胶团是电中性的。固定层和扩散层之间具有一电势称为动电势，又称电势。它要随固定层内离子浓度的改变而变化。在溶胶中参加电解质后，由于电解质进入固定层，使胶核外表异电性的离子增加了。电势因此降低。当胶粒的布朗运动具有的能量足以克制该电势的势能时，胶粒互相碰撞而聚沉。而使一升溶胶聚沉的电解质的最小浓度叫聚沉值。从

7、电解质的聚沉作用的实验研究得出一个经历规则Hardy-Schulze价数规则)。根据这个规则，起聚沉作用的离子，其聚沉值随价数的增加而降低；对于二价离子，发生聚沉作用的突变浓度比一价离子要低数十倍，而三价离子要低数百倍。三、仪器和试剂1mL刻度移液管1支；2mL刻度移液管3支；5mL刻度移液管1支；10mL刻度移液管1支；20mL刻度移液管12支；滴管1支；250mL烧杯2只；100mL量筒1只；玻璃棒1根。1.7%的AgNO3溶液；1.7%的KI溶液；0.5molL-1的KCl溶液；0.05molL-1的MgCl2溶液；0.0004molL-1的Al(NO3)3溶液。四、实验步骤1碘化银溶胶

8、的制备将10滴1.7%的AgNO3溶液用水稀释到100mL。在搅拌下滴加1mL的1.7%的KI溶液。生成浅蓝色带乳光的碘化银溶胶。2测定氯化钾溶液的聚沉值按蒸馏水、氯化钾溶液和溶胶的先后顺序，取下表列的毫升数参加编号试管中。混合均匀后静置15min。观察聚沉情况，确定沉淀的试管中何者氯化钾用量最少，并计算其聚沉值。3测定氯化镁溶液的聚沉值按蒸馏水、氯化镁溶液和溶胶的先后顺序，取下表列的毫升数参加编号试管中，混合均匀后静置15min。观察聚沉情况，同上法确定氯化镁的聚沉值。4测定硝酸铝溶液的聚沉值按蒸馏水、硝酸铝溶液和溶胶的先后顺序，取下表列的毫升数参加编号试管中，以一样的方法测定硝酸铝的聚沉值。五、数据处理1写出碘化银溶胶的胶团构造式。2列表讲明聚沉实验的结果，并计算氯化钾、氯化镁、硝酸铝对碘化银溶胶的聚沉值。聚沉值=min1000iniCVV?mmolL-1式中iniC电解质溶液的初始浓度；minV用量最少的电解质溶液的毫升数V溶胶的体积。3比拟3种电解质的聚沉值，确定胶体粒子带电符号。