第一部分:实验预习报告
1. 实验目的(要求)
测定弱电解质电离平衡常数
了解指示剂变色反应原理
学习使用721型(或VIS-7220型)分光光度计及pHS-3C酸度计
2. 实验原理(概要)
甲基红是一种酸碱指示剂。它是一种弱酸,在一定pH值条件下,可发生电离,在乙醇水溶液中点力度很小。甲基红(HMR)醌式分子显红色,电离后的偶氮式阴离子( MR¯ )显黄色。
甲基红的电离平衡常数为:
根据朗伯-比尔定律,溶液对单色光的吸收遵守下列关系式:
A为吸光度,为透光率,为摩尔吸光系数,l为被测溶液厚度,c为浓度。令 即被测溶液的吸光度与其浓度成正比。
a. 若两种溶质的特征波长相差较大,被测溶质的吸收光谱图不重叠
b. 若两种被测溶质的吸收光谱图重叠,而且遵守朗伯-比尔定律,则用线性组合的关系式可求出两种被测组分的浓度。
3. 实验操作过程概述:
1溶液制备。
甲基红标准液:80mg甲基红晶体分次以600mL乙醇溶解移入1000mL容量瓶中
A液:10mL甲基红标准液+10HCl加水定容于100mL容量瓶。(HMR醌式分子溶液,红色)
B液:10mL甲基红标准液+25mLNaAc溶液加水定容于100mL容量瓶。(甲基红偶氮式阴离子溶液,黄色)
2吸收光谱图的标绘
(1)调节VIS-7220型分光光度计
(2)测定溶液A和溶液B的吸收光谱图
3验证朗伯-比尔定律
测定,,,:取6个干燥的锥形瓶(50mL),分别编号。摇匀各瓶溶液。在波长,下测定6个锥形瓶中各溶液的吸光度A。若在处HMR及的溶液均符合朗伯-比尔定律,则以溶液A,B及上述6种溶液的吸光度与甲基红的浓度,可以作HMR和分别在波长,下的4条A-c直线。它们的斜率分别为,,,:。
4. 测定混合溶液的吸光度与pH值
(1) 配制混合溶液a,b
(2) 在波长,下分别测定a,b两个混合溶液的吸光度,
(3) 用pHS-3C型酸度计的操作方法,分别测定两个混合溶液a,b的PH值
第二部分:实验过程记录
1. 实验所用仪器及主要试剂(仪器名称﹑型号及编号,试剂等级,装置图)
仪器:721型(或VIS-7220型)分光光度计、pHS-3C酸度计、容量瓶(100mL、1000mL)、移液管(10mL)、吸量管(10mL)、量筒(10mL、25 mL、100 mL)、锥形瓶(50mL)。
药品:HCL溶液(0.01、0.1)、NaAc溶液(0.01 、0.04)HAc溶液(0.02)、甲基红晶体、乙醇(95%)。
2. 实验过程记录(实验原始数据记录及现象)
第三部分:实验结果分析及思考题
1. 实验结果(数据处理及实验最终结果)
2. 思考题及建议
批阅教师:——————————
批阅日期:——————————
实验三 醋酸电离常数的测定
一、实验目的
1.测定醋酸的电离度和电离平衡常数。
2.学会正确地使用pH计。
3.练习和巩固容量瓶、移液管、滴定管等仪器的基本操作。
二、实验原理
醋酸CH3COOH(简写为HAc)是一元弱酸,在溶液中存在下列电离平衡:
忽略水的电离,其电离常数:
首先,一元弱酸的浓度是已知的,其次在一定温度下,通过测定弱酸的pH值,由pH=-lg[H3O+],可计算出其中的[H3O+]。对于一元弱酸,当c/Ka≥500时,存在下列关系式:
由此可计算出醋酸在不同浓度时的解离度(a)和醋酸的电离平衡常数()。或者也可由计算出弱酸的解离常数()。
三、仪器和试药
仪器:移液管、吸量管、容量瓶、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、量筒、pHS-3C型酸度计。
试剂:冰醋酸(或醋酸)、NaOH标准溶液(0.1mol·L-1)、标准缓冲溶液(pH=6.86, 4.00)、酚酞溶液(1%)。
四、实验内容
1.配置250mL浓度为0.1mol·L-1的醋酸溶液
用量筒量取4mL 36%(约6.2 mol·L-1)的醋酸溶液置于烧杯中,加入250mL蒸馏水稀释,混匀即得250mL 浓度约为0.1mol·L-1的醋酸溶液,将其储存于试剂瓶中备用。
2.醋酸溶液的标定
用移液管准确移取25.00mL醋酸溶液(V1)于锥型瓶中,加入1滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液(c2)滴定,边滴边摇,待溶液呈浅红色,且半分钟内不褪色即为终点。由滴定管读出所消耗的NaOH溶液的体积V2,根据公式c1V1=c2V2计算出醋酸溶液的浓度c1。平行做三份,计算出醋酸溶液浓度的平均值。
3.pH值的测定
分别用吸量管或移液管准确量取2.50、5.00、10.00、25.00mL上述醋酸溶液于四个50mL的容量瓶中,用蒸馏水定容,得到一系列不同浓度的醋酸溶液。将四溶液及0.1mol·L-1原溶液按浓度由低到高的顺序,分别用pH计测定它们的pH值。
4.由测得的醋酸溶液pH值计算醋酸的电离度、电离平衡常数。
五、实验结论
数据记录与处理
六、注意事项
1.测定醋酸溶液pH值用的小烧杯,必须洁净、干燥,否则,会影响醋酸起始浓度,以及所测得的pH值。
2.吸量管的使用与移液管类似,但如果所需液体的量小于吸量管体积时,溶液仍需吸至刻度线,然后放出所需量的液体。不可只吸取所需量的液体,然后完全放出。
3.pH计使用时按浓度由低到高的顺序测定pH值,每次测定完毕,都必须用蒸馏水将电极头清洗干净,并用滤纸擦干。
七、思考题
1.用pH计测定醋酸溶液的pH值,为什么要按浓度由低到高的顺序进行?
2.本实验中各醋酸溶液的[H+]测定可否改用酸碱滴定法进行?
3.醋酸的电离度和电离平衡常数是否受醋酸浓度变化的影响?
4.若所用醋酸溶液的浓度极稀,是否还可用公式 计算电离常数?
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