实验六 醋酸电离度和电离常数的测定

[实验目的]

1、测定醋酸的电离度和电离常数。

2、进一步掌握滴定原理、滴定操作及正确地判定终点。

3、学习使用pH计。

[实验用品]

仪器：滴定管(碱式)、移液管、锥形瓶、容量瓶 、烧杯、pH计

液体药品：HAc(0.20mol·L－1 )、NaoH标准液、酚酞指示剂

[实验原理]

醋酸(CH3COOH或HAc )是弱电解质，在水溶液中存在以下电离平衡：

HAc＝H+＋Ac-

其电离平衡关系式是

Ki=[H+][ Ac-]/[ HAc]

设醋酸的起始浓度为c，平衡时H+ 、 Ac- 、HAc的浓度分别为[H+]、[Ac-]、[HAc] 。

电离度为α ， 电离常数为Ki

当电离平衡时，

[H+]＝[Ac-]

[HAc]＝c- [H+]

根据电离度定义得： α＝ [H+]/c × 100%

则: Ki=[H+]2 /(c-[H+])

当α<5%时， c-[H+]≈c

则: Ki=[H+]2 /c

用PH计测定醋酸溶液的PH值，

根据 ：PH=－lg[H+]

求得：[H+]=10-PH

将[H+]代入α、Ki 就可以计算它的电离度和电离常数

[实验内容]

一、醋酸溶液浓度的测定

以酚酞为指示剂，用已知浓度的氢氧化钠标准溶液滴定醋酸的浓度，把结果填入下表一：

将标准NaOH溶液 放入碱式滴定管中，用移液管量取一定体积的未知浓度的醋酸溶液放入锥形瓶中，并加入2－3滴酚酞溶液。按照滴定操作滴定三次。

二、精确配制不同浓度的醋酸溶液

用移液管或酸式滴定管分别取25.00ml、5.00ml、2.50ml已测得准确浓度的醋酸溶液，把它们分别加入50m1容景瓶中。再用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，（同容量瓶的使用）并计算出这三种醋酸溶液的准确浓度。

三、测定醋酸溶液的PH值，并计算醋酸的电离度和电离常数

用PH计测定四种醋酸溶液的PH值。把以上四种不同浓度的醋酸溶液分别加入4只洁净干燥的100ml烧杯中，按照由稀到浓的次序在PH计上分别测定它们的PH值，记录数据和室温。计算电离度和电离常数，将数据填入表二。

[酸度计简介]

酸度计也称PH计，是用来测量溶液PH值的仪器，同时也可粗略测量电极电势。

酸度计的型号有多种，常用的有雷磁--25型．pHs—2型和PHS-3C、 PHS-3D型等。 PHS-P1型等。它们的原理相同，结构略有差异。

1、基本原理

酸度计主要是由参比电极(饱和甘汞电位)、测量电极(玻璃电极)和精密电位计三部分组成。

①饱和甘汞电极：它由金属汞、氯化亚汞和饱和氯化钾溶液组成，电极反应是：

Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-

1

甘汞电极的电势不随溶液的PH值变化而变化，在一定的温度和浓度下是一定值，在25℃时为0.245V。

② 玻璃电极：玻璃电极的电极电势随溶液的PH值的变化而改变。它的主要部分是头部的玻璃球泡，它是由特殊的敏感玻璃膜构成。薄玻璃膜对氢离子有敏感作用，当它浸入被测溶液内，被测溶液的氢离子与电极玻璃球泡表面水化层进行离子交换，玻璃球泡内层也同样产生电极电势。由于内层氢离子浓度不变，而外层氢离子浓度在变化。因此，内外层的电势差也在变化，所以该电极电势随待测溶液的PH值不同而改变。

E玻＝Eф玻+0.0591lg[H+]= Eф玻-0.0591PH

③将玻璃电极和甘汞电极一起浸在被测溶液中组成电池，并连接精密电位计。此时，甘汞电极作正极，玻璃电极作负极。即可测定电池电动势E。

E ＝E正-E负

＝ E甘汞-E玻璃

ф ＝0.245－ Eф玻+0.0591PH 整理：PH＝（E+ E玻-0.245）/0.0591

从而测出PH值。

2、使用方法(PHS-3C型酸度计)

（1） 使用前准备：

①接通电源，打开开关，预热30min。

②将玻璃电极、甘汞电极插在电极夹上，把电极夹装在电极架立杆上，玻璃电极插入输入插口，甘汞电极引线连接在接线柱上（甘汞电极使用时，应把电极孔小橡皮塞及下端橡皮套拔去，不用时应把橡皮套套在下端）。

（2）标正（ PH二点标正法）

①将选择开关置PH档， “斜率”旋钮旋至“100％”处。 “温度” 按钮置溶液温度。

②用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。将电极浸入PH7标准缓冲溶液中，待示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值。

③ 取出电极，用蒸馏水洗净、吸干。根据待测PH值的样品溶液之酸碱性来选择用PH4或PH9标准缓冲溶液，把电极放入缓冲溶液中，示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值。 ④ 如测量精度要求较高，可按②、③重复操作数次。

（ 3 ）简易标定法

如测量精度要求不高，可用简易标定法。

①同（2）－①操作，将“斜率”旋钮旋至“100 ％”处。

②用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。根据待测PH值的样品溶液之酸碱性来选择用PH值相近的标准缓冲溶液，把电极放入缓冲溶液中，示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值即可。 （ 4 ）样品（未知）溶液PH值的测量

经标定后，仪器即可进行样品溶液PH的测定。在测定前，先将用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。然后将电极放入待测溶液中，待示值稳定后，读数即为样品的PH值。（注意，此时各旋钮不能再动，否则需要重新标定）。

（5）测量完毕后，将电极拔出，用水冲洗干净后，擦干电极 。关闭电源，将酸度计放入仪器箱内。

3、注意事项：

①要十分注意玻璃电极的保护，轻拿轻放。

②每次更换测定液前，要将电极用水冲洗干净并擦干。

③甘汞电极内要充满饱和氯化钾溶液，玻璃电极球泡不要污染。

④玻璃电极在使用前要在蒸馏水中浸泡24小时。

2

 

第二篇：酚酞电离平衡常数的测定

酚酞电离平衡常数的测定

———风光光度法

姓名：               学号：

            班级：2        指导老师：

一、实验目的

1、用分光光度计和PH计测定酚酞的电离平衡常数。

二、实验原理

酚酞是一元有机弱酸，用HR表示，在水溶液中按下式部分电离：

       HR===H⁺+R^-             (1)

无色      红色

在一定温度下，上述反应达到平衡后，若改变体系的酸的浓度，将是平衡移动；新的平衡到达时，各反应物浓度均有所变化，但平衡常数不变。本实验以不同的PH的缓冲溶液为反应介质在定温下测定酚酞的电离平衡常数。

若以[HR]⁰表示酚酞的原始浓度，则应有：

[HR]= [HR]⁰ - [R^-]       

令电离度α=[R^-]/[HR]⁰ 则得：

K_T=[H+] [α/(1-α)]     

本实验用分光光度计测吸光度，用PH计测其PH。

    根据比尔定律：一有色物质之浓度，在光径不变时，其浓度与光密度成正比。故若取一定体积的酚酞溶液加到一已知PH值得缓冲溶液中测得光密度为E，在相同条件下，加适量的NaOH，使酚酞完全电离，测得光密度为E 。根据电离度的定义和比尔定律，下式成立

    α=[R^-]/[HR]⁰=E/ E⁰       

从而得出K_T的计算公式为：

K_T=[E/(E⁰-E)]x10^-PH  

三、仪器和药品

7721型分光光度计、PH计、100 ml 容量瓶6个、50ml烧杯、6个1ml刻度移液管2支、乳头滴管1支、2ml刻度移液管1支、1N NaOH溶液（A液）；0.4N混酸（HAc,）（）；0.5％ 酚酞；0.1N NaOH溶液.

四、实验步骤

1. 在1至5号的100ml容量瓶中分别加入1.00ml0.5％ 酚酞和1.00ml 0.4N混酸后，加入蒸馏水至容量瓶体积的2/3.摇匀。

2.用乳头滴管吸取1N NaOH分别滴加在上述5只容量瓶中刚好滴至微红，然后改用 0.4N NaOH，使1号至5号容量瓶中溶液的红色由浅到深形成一个色阶，最后用蒸馏水稀释至刻度。

3.在另一只100ml容量瓶（编号6）中，加入0.10ml 0.5％酚酞和2.00ml 0.1N NaOH，用蒸馏水稀释至刻度处。迅速测定1~6号溶液的光密度和PH值。

五、实验记录和数据处理

1.将测定的1~6号溶液的光密度（E)和PH记录与下表。

                                                 实验温度：25℃

六、误差分析

1.移液时有误差，进而对实验结果造成误差。

2.容量瓶定容是存在误差，进而对实验结果造成误差。

3.比色皿的清洗不彻底，会对实验造成一定误差。

4.吸光率的测定和PH的测定不是同时进行也会造成一定实验误差。

5.由于实验仪器长期使用，会出现一定的磨损，是使实验仪器的精密度降低，进而对实验结果造成一定影响。

七、思考题

1.所配溶液色阶颜色太深对实验有无影响？1至5号瓶子中酚酞的量不一致对实验结果有无影响？

答：有影响，溶液的吸光度在0.1至0.7这个范围准确性最高，吸光度超出这个范围，即对应的浓度超出这个范围，准确性要打折扣。吸光度在0.434时，准确度最高，越接近这个值，精度越高；没有影响，平衡常数对于一个特定的反应来说，当温度确定时，它是一个常数，不随着反应物的量的变化而变化，故1至5号瓶子中的酚酞的量可以不一致。。