可见分光光度法测定碘酸铜的溶度积常数

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Third level,Fourth level,Fifth level,12,/12,在线答疑：,大,学,通,用,化,学,实,验,技,术,可见分光光度法测定碘酸铜的溶度积常数,实验,89,可见分光光度法测定碘酸铜的溶度积常数,89.1,实验目的,（,1,）了解分光光度法测定溶度积常数的原理和方法。,（,2,）学习分光光度计的使用方法。,（,3,）测定碘酸铜溶度积常数。,89.2,实验原理,碘酸铜是难溶性强电解质。在其水溶液中，已溶解的,Cu,2+,和,IO,3,-,与未溶解的固体,Cu(IO,3,),2,之间，在一定温度下存在下列平衡：,Cu(IO,3,),2,Cu,2+,+ 2IO,3,-,平衡时的溶液是饱和溶液，在一定温度下，碘酸铜的饱和溶液中,Cu,2+,和,IO,3,-,2,的乘积为一个常数：,K,SP,=Cu,2+,IO,3,-,2,（,1,）,式中，,Cu,2+,和,IO,3,-,为平衡浓度（更确切地说应该是活度，但由于难溶性强电解质的溶解度很小，离子强度也很小，可以用浓度代替活度）。,在碘酸铜的饱和溶液中，,IO,3,-,=2Cu,2+,，代入（,1,）式，则：,K,SP,=Cu,2+,IO,3,-,2,=4Cu,2+,3,（,2,）,K,SP,就是溶度积常数。温度恒定时，,K,SP,为常数，它不随,Cu,2+,或,IO,3,-,的变化而改变。如果在一定温度下将,Cu(IO,3,),2,饱和溶液中的,Cu,2+,测定出来，便可由（,2,）式计算出,Cu(IO,3,),2,的,K,SP,值。,本实验采用,Cu,2+,与磺基水杨酸在,pH,为,5,左右时，生成黄绿色磺基水杨酸铜配离子，用分光光度法测定其吸光度。,因为在实验条件下，磺基水杨酸无色，,Cu,2+,很小也几乎不吸收可见光。因而测定溶液的吸光度只与有色的配离子浓度成正比。由吸光度铜离子含量工作曲线确定出,Cu,2+,，即可求出,Cu(IO,3,),2,的溶度积常数,K,SP,。,89.3,实验步骤,1.,绘制工作曲线,（,1,）配制标准铜溶液。称取精铜,0.2500 g,放置于小烧杯中，加,2,3 mL,浓,HNO,3,（在通风橱内进行），待铜反应完全后，将溶液转移到,250 mL,容量瓶中，用水稀至刻线，此溶液铜的质量浓度为,1 g,L,-1,。,用吸量管分别移取,1.00 mL,、,2.00 mL,、,3.00 mL,、,4.00 mL,、,5.00 mL,、,6.00 mL,标准铜溶液，分别放入,6,个小烧杯中，用量筒各加入,0.05 mol,L,-1,磺基水杨酸,10 mL,。然后用,pH,计以,0.1 mol,L,-1,NaOH,溶液和,0.1 mol,L,-1,HNO,3,溶液调至,pH=4.5,5.0,。把溶液分别转移到,6,个,50 mL,容量瓶中，再用,pH,为,4.5,5.0,的蒸馏水至刻线。,（,2,）绘制工作曲线。在分光光度计上，用,1 cm,比色皿，以磺基水杨酸溶液为空白液，在波长,440 nm,下，测定上述溶液的吸光度,A,，填入下表。,标准曲线溶液的吸光度,V,/mL,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,m,(Cu,2+,)/mg,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,A,以吸光度,A,为纵坐标，每份溶液中含,Cu,2+,的质量为横坐标，绘制工作曲线。,工作曲线也可由教师或实验员预先制作。,2.,碘酸铜溶度积常数的测定,（,1,）碘酸铜饱和溶液的制备。用量筒取,0.2 mol,L,-1,CuSO,4,溶液,5 mL,和,0.4 mol,L,-1,HIO,3,溶液,5 mL,于,100 mL,烧杯中，经搅拌后静止，使之慢慢析出淡蓝色沉淀（如果析出过慢可将溶液微热）。倾去清液，将,Cu(IO,3,),2,沉淀洗净后，转入,250 mL,锥形瓶中。加水至瓶体积的,1/3,左右，振荡。由于碘酸铜饱和溶液达到平衡很慢，新制备的,Cu(IO,3,),2,固体要配成饱和溶液需,2,3,天才能达到平衡。因此饱和溶液可在上次实验中配制。,制备好的饱和溶液，取其清液用干燥的长颈漏斗过滤，滤液用干燥的烧杯接收。,（,2,）测定吸光度。用,10 mL,移液管移取过滤后的饱和溶液,2,份，分别放入,50 mL,烧杯中，然后用量筒各加,0.05 mol,L,-1,磺基水杨酸溶液,10 mL,。在,pH,计上调至,pH,为,4.5,5.0,，将此溶液转入,50 mL,容量瓶中，并用,pH,相同的蒸馏水稀至刻度线。然后以磺基水杨酸溶液为空白液测其吸光度,A,。,89.4,注意事项,(1),随着溶液的,pH,不同，磺基水杨酸与铜离子生成两种有色配合物，当,pH,5.5,时，主要以黄绿色的,CuR,-,形式存在。当,pH,8.5,时，主要以蓝绿色,CuR,2,4-,形式存在。本实验应控制,pH,为,4.5,5.0,，使生成,11,的,CuR,-,的配合物。,(2),用新制备的,Cu(IO,3,),2,固体配饱和溶液时，应多次洗涤沉淀。,89.5,问题讨论,（,1,）实验室用新制备的,Cu(IO,3,),2,固体配饱和溶液时，多次洗涤的作用是什么？,（,2,）除用光度法测定外，还有哪些方法可测定,Cu(IO,3,),2,的溶度积,?,（,3,）可否在室温下直接制备饱和溶液？,（,1,）实验室用新制备的,Cu(IO,3,),2,固体配饱和溶液时，多次洗涤的作用是什么？,答：多次洗涤的作用是将新制备的,Cu(IO,3,),2,沉淀中吸附的,Cu,2+,洗净。根据测定原理，,Cu(IO,3,),2,溶度积是根据公式,K,SP,=Cu,2+,IO,3,-,2,=4Cu,2+,3,计算得到,，,因此只要将,Cu(IO,3,),2,饱和溶液中的,Cu,2+,测定出来，便可由上式计算出,Cu(IO,3,),2,的,K,SP,值。在制备碘酸铜饱和溶液时，析出的,Cu(IO,3,),2,沉淀中吸附了少量的,Cu,2+,。如不洗至无,Cu,2+,则测定时，饱和溶液中,Cu,2+,和,IO,3,-,就不是,12,的关系，,Cu,2+,偏大，导致测定结果偏大。,89.6,参考答案,答：根据测定原理，,Cu(IO,3,),2,溶度积是根据公式,K,SP,=Cu,2+,IO,3,2,=4Cu,2+,3,计算得到,，,因此只要,Cu(IO,3,),2,饱和溶液中的,Cu,2+,测定出来，便可由上式计算,Cu(IO,3,),2,的,K,SP,值。参照已学的分析方法可知，,Cu,2+,浓度的测定，除了本实验用的光度法，还可用配位滴定法和氧化还原滴定法,(,碘量法,),、电位法来测定。,（,2,） 除用光度法测定外，还有哪些方法可测定,Cu(IO,3,),2,的溶度积,?,答：不能在室温下直接制备饱和溶液。因室温下：,Cu(IO,3,),2,(s) Cu,2+,(aq) + 2IO,3,-,(aq),达到平衡的时间长，所以不能在室温下直接制备饱和溶液，而是先加热至,343,353 K,，再冷却，静置,2,3 h,，可在较短的时间内保证得到的溶液是饱和溶液。,（,3,）可否在室温下直接制备饱和溶液？,