探討『碘化鉛的生成』實驗數據誤差及改進

科展類別

全國中小學科展

屆次

第44屆--民國93年

科別

化學科

得獎情形

最佳團隊合作獎

學校名稱

國立嘉義高級工業職業學校

指導老師

張敦程、蔡榮政

作者

林育昇、高文偵、侯捷寶、陳妏菁

關鍵字

鉛、碘化鉀

摘要或動機

一、國中選修理化第三冊實驗9-1,其實驗目的是以固定量的KI溶液與不同量的Pb(NO3)2溶液,所產生黃色PbI2沈澱的量來探討反應物之間量的關係,並瞭解均衡反應式中各物質的係數和參與反應物莫耳數的關係。但經我們實際實驗結果,凡是過量的KI的試管,其沈澱高度或重量並沒有和Pb(NO3)2的莫耳數成正比關係。探討原因是過量的KI和PbI2再反應形成KPbI3沈澱,使得沈澱的高度或重量與加入Pb(NO3)2的莫耳數沒有成正比關係,但經三天後重測PbI2的高度或重量,也只有KI過量的試管有些變化,探討原因是KPbI3繼續和過量的KI形成錯離子的關係。

二、我們利用滴定方法,逐滴觀察反應沈澱情形,發現反應開始先出現黃色沈澱→黃白色沈澱→黏稠狀沈澱→白色沈澱→沈澱溶解溶液變橘黃色→溶液變淡黃色,可知錯離子形成是變化萬千的。其主要原因是以Pb為中心,而與I2形成多種錯離子,其錯離子的配位多寡是未知數,它隨著兩溶液的濃度比而呈現多變面貌。其方程式如下:


方程式

三、我們用透明淡黃色溶液5mL 以蒸餾水滴定發現顏色變化有逆反應的現象。 ※ 以飽和KI溶液來滴定飽和Pb(NO3)2溶液,其顏色變化為:黃色沈澱→黃白沈澱→沈澱溶解→溶液變橘黃色→溶液顏色變淡黃。 ※ 將淡黃色溶液用蒸餾水滴定時顏色有逆反應的現象,其顏色變化為:淡黃色溶液→溶液顏色變黃→白色沈澱→黃白色沈澱→黃色沈澱。上述顏色變化可知:碘鉛錯離子的形成及解離是可逆的。

四、我們利用溶液的總導電量和離子總莫耳數有關來推知有錯離子的存在。在實驗中,發現如果是Pb(NO3)2過量則總導電量和理論值相差不多,但如果是KI過量則總導電量便有異常增加的趨勢,這是因過量的KI和PbI2繼續反應產生錯離子,使得離子總莫耳數增加,總導電量因而增加。

五、實驗改進方法用Na2CO3(ag)與CaCl2(ag),產生白色CaCO3沉澱和NaCl(ag),此反應有三大優點:第一沒有鉛化合物缺點,第二沒有產生錯離子的干擾,第三做出數據能準確表達出均衡反應式中各物質係數和參與反應物質莫耳數的關係。

探討『碘化鉛的生成』實驗數據誤差及改進

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