液相反应平衡常数的测定(华南师范大学物化实验).doc

华南师范大学实验报告液相反应平衡常数得测定一、实验目得(1)利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫***酸根离子生成硫***合铁络离子液相反应得平衡常数。(2)通过实验了解热力学平衡常数与反应物得起始浓度无关。二、实验原理Fe3+在溶液中可生成一系列络离子,并共存于同一个平衡体系中。得浓度增加时,Fe3+生成得络合物得组成发生如下得改变,而这些不同得络离子得溶液颜色也不同。Fe3++SCN→Fe(SCN)2+→Fe(SCN)2+→Fe(SCN)3→Fe(SCN)4→Fe(SCN)52由图1可知,Fe3+(一般应小于5×103mol/L)只进行如下反应。Fe3++CNS===S]2+3+。其平衡常数为Kc=[S2+]e[Fe3+]S]e①图1、SCN浓度对络合物组成得影响由于Fe(SCN)2+就是带颜色得,根据朗伯比尔定律,消光值与溶液浓度成正比,试验时,只要在一定温度下,借助分光光度计测定平衡体系得消光值,S]2+得浓度[S2+]e,进而再推算出平衡时Fe3+与CNS得浓度[Fe3+]S]e。根据式①一定温度反应得平衡常数Kc可求知。实验时配置若干组(共4组)不同Fe3+起始浓度得反应溶液,其中第一组溶液得Fe3+就是大量得,当用分光光度计测定反应也在定温下消光值Ei时(i为组数),根据朗伯比尔定理E1=K[S2+]1,e(K为晓光系数)②由于1号溶液中Fe3+大量过量,S全部与Fe3+络合(下标0表示起始浓度),对1号溶液可认为[S2+]1,e=[CNS]0。则E1=S]0③对其余组溶液Ei=K[S2+]I,e④两式相除并整理得[S2+]i,e=S]始⑤达到平衡时,在体系中[Fe3+]i,e=[Fe3+]i,e=[Fe3+]0[S2+]i、e⑥[CNS]i,e=[CNS]0[S2+]i、e⑦将式⑥、⑦代入①,可以计算出除第1组外各组(不同Fe3+起始浓度)反应溶液得在定温下得平衡常数Ki,e=值。三、仪器与试剂3、1实验仪器721型分光光度计1台50mL容量瓶8个100mL烧杯4个刻度移液管10mL(2支)、5mL(1支)25mL移液管1支50mL酸式滴定管1支洗耳球1个洗瓶1个3、2实验试剂1×103mol/S:由A、S配成,用AgNO3容量法准确标定。0、1mol/LFe(NH4)(SO4)2:由A、R级Fe(NH4)(SO4)2·12H2O配成,并加入HNO3使溶液中得H+浓度达到0、1mol/L,Fe3+得浓度用EDTA容量法准确标定。1mol/LHNO3(A、R)1mol/LKNO3(A、R)四、实验步骤(1)取8个50mL容量瓶,编好号,按表1得内容,配制好溶液。在这4个容量瓶中,溶液得氢离子均为0、15mol/L,用HNO3来调节;溶液得离子强度均为0、7,用KNO3来调节。(2)取4个标记好得50mL容量瓶,按表1中计算结果,溶液外得三种溶液分别取所需得体积按编号加入,并用蒸馏水冲制刻度。该溶液为测消光值时得对比液。(3)再取另外4个标记好得50mL容量瓶,按表1得结果,将4种溶液分别去所需得体积按编号加入(KCNS溶液最后加),并用蒸馏水冲至刻度。该溶液为液相反应体系。(4)调整分光光度计,将波长调至450nm,分别测定4组反应溶液得消光值。每组溶液要重复测3次(更换溶液),取其平均值。表1、S溶液(1×103mol/L)取体积数/mL10