首先是那么多EDTA根本溶不掉多少硫酸钡。[BaEDTA](2-)的lgKs是7.68,硫酸钡的Ksp是1.1*10^(-10),1克EDTA加下去溶0.5克硫酸钡:
[BaEDTA2-]/[Ba2+][EDTA4-]=10^7.68
[Ba2+][SO42-]=1.1*10^(-10)
解出来(经过各种近似)溶掉的硫酸钡大约是0.012mol/L,也就是0.28克左右:56%的溶解率。就算真的溶掉这一半多,对于一个浊液也看不出什么名堂。。。更何况,这粉末是飘着的:
上图是一个通过表面张力漂浮的小球,可以看出超细粉末和溶液的接触面积很小,所以EDTA的络合速率就更慢了,所以当时时间紧迫,没看出什么明显的现象。。。
那么怎么改进呢?首先需要形成更多的络离子。那么要不加入更多的EDTA,要不可以换试剂:
如果我们以90%的溶解率作为一个小目标,首先看EDTA需要多少:
解出来大概是0.089mol/L的EDTA,也就是2.19克。说明1克的EDTA还是太少了,用两倍以上的量在理想状况下能溶得差不多。
然后是换络合剂,其实EDTA已经是非常强的络合剂了,而且钡是碱土金属,像氰(学校实验室肯定没有啦),氨这些络合剂对过渡金属络合效果好,和钡基本上不络合。。。然而我查到了一个更厉害的:穴醚C[222],这玩意的络合稳定常数:
是真的高。。。
如果我们用99%作为小目标,参照9.45的水中环境的数值,解出来需要穴醚:0.023mol/L,带入376的分子量,也就是0.86克,确实比EDTA还要少得多。
关于漂浮的问题,其实不用超细硫酸钡就好,但是请看:
根据阿拉丁报价,学校可能真的就买了最便宜的超细硫酸钡。。。毕竟硫酸钡作为反应物平常的实验中并不多,学校似乎真没有”不超细硫酸钡“。。。
解决办法其实也很简单,现配就好:”碱片-重量法测定硫酸盐化速率,滴加10%氯化钡溶液生成硫酸钡时,应当快搅拌慢滴加,以得到颗粒粗大的沉淀“快速搅拌减少凝结核形成,有利于聚成大颗粒。
总结的话,我们当时确实低估了这个实验的难度,对于配比没有进行查证和计算,也忽视了超细粉末会漂浮之类的细节,算是给以后的一个教训了~
最后提一点,硫酸钡可以溶于热浓硫酸,相当于把硫酸根转化为硫酸氢根,拖动溶解沉淀平衡。当然这就不是