实验十五  醋酸电离度和电离常数的测定

一、教学要求：

1.   学习测定醋酸离解度和离解常数的基本原理和方法；

2.   学会酸度计的使用方法；

3.   巩固溶液的配制及容量瓶和移液管的使用，学习溶液浓度的标定。

二、预习内容

1.       复习《无机及分析化学》有关电离度和电离常数部分的知识要点；

2.       容量瓶和移液管的使用；

3.       酸度计的工作原理；

四、实验原理

弱电解质HAc在水溶液中存在下列电离平衡：

HAc (aq)  H⁺ (aq) + Ac^- (aq)

其电离常数K^θ的表达式为：

      （1）

 温度一定时，HAc的电离度为α，则c_re(H⁺) = c_re(Ac^-) = c_rα，代人式 (1) 得：

       （2）

       在一定温度下，用酸度计测一系列已知浓度的HAc溶液的pH值，根据pH = - lgc_re(H⁺)，可求得各浓度HAc溶液对应的c_re(H⁺)，利用c_re(H⁺) = c_rα，求得各对应的电离度α值，将α代入（2）式中，可求得一系列对应的K^θ值。取α及K^θ的平均值，即得该温度下醋酸的电离常数K^θ(HAc)及值α(HAc)。

五、实验步骤

1.         配制不同浓度的醋酸溶液：

1)        取 5 只洗净烘干的 100 cm ³ 小烧杯依次编成 1 ^# ~ 5 ^# ；

2)        从酸式滴定管中分别向 1 ^# ， 2 ^# ， 3 ^# ， 4 ^# ，5 ^# 小烧杯中准确放入 3.00， 6.00，12.00，24.00，48.00 cm ³ 已准确标定过的 HAc 溶液;

3)        用碱式滴定管分别向上述烧杯中依次准确放入 45.00， 42.00，36.00，24.00，0.00 cm ³ 的蒸馏水，并用玻璃棒将杯中溶液搅混均匀。（思考题1）（思考题2）

2.         醋酸溶液pH的测定：

用酸度计分别依次测量 1 ^# ~5 ^# 小烧杯中醋酸溶液的 pH 值，并如实正确记录测定数据 ( 酸度计的使用参见教材P84 )。（思考题3）（思考题4）

3.         数据记录和处理：

醋酸溶液的原始浓度：c_r (HAc)=        mol · dm ^-3 ，室温 =        ℃

思考题1：烧杯是否必须烘干？

思考题2：如果搅拌结束后玻璃棒上带出了部分溶液对测定结果有无影响？

思考题3：测量时可否不用按照溶液浓度由低到高进行测量？

思考题4：使用酸度计的主要步骤有哪些？

答案 1：烧杯如果不烘干，残留的水份会影响所配制的溶液浓度，从而带来误差；

答案 2：没有影响，因为溶液浓度并没有发生变化；

答案 3：因该按照由低到高进行测量，这样带来的误差较小；

答案 4：主要步骤有：（1）打开电源开关进行预热；（2）进行温度补偿；（3）使用标准溶液进行定位；（4）使用标准溶液进行斜率校正；（5）测量pH值。

六、存在的问题

1.         烧杯没有洗干净和烘干；

2.         测量时没有从低浓度开始测量；

3.         电极没有清洗干净并吸干；

4.         没有进行温度补偿；

5.         实验结束忘了在电极上塞上盛有饱和氯化钾的塑料帽；

七、深入讨论

酸碱电离常数的常用实验测定方法：在Arrhenius 发现了电离现象后不久，Ostwald 于1888年使用电导率法第一次测量了电离平衡常数。直到1932年之前，电导率法一直是测定电离常数的最常用的方法。1932 年，Harned和Ehler 用实验证明了电势法可以得出和电导率法一样精确的结果，由于电势法快速简便且计算量小，所以很快取代了电导率法。一个1939年的比较严格的电离常数表里只采用了pKa在1.89 到5.15 之间的由电导率法测定的电离平衡常数。随着科技的不断进步，测量的技术手段也在不断提高，除了电导率法，电位法之外，还有紫外-可见分光光度法, 毛细管电泳法，核磁共振法等。每种方法都有各自的特点、适用范围和误差来源。

八、测试题

测试题1：当温度有明显变化时，解离常数也会发生变化（ ）A. 正确； B. 错误；

测试题2：温度一定时，不同浓度醋酸溶液的解离常数不相同（ ）A. 正确； B. 错误；

测试题3：玻璃电极下端的玻璃泡为一层极薄和特种玻璃制成，切忌与硬物接触，一旦破裂，则完全失效（ ）A. 正确； B. 错误；

测试题4：采用酸度计测定一系列同一种电解质溶液的pH值时，测定的顺序按浓度由稀到浓或由浓到稀所得到的结果完全相同（ ）A. 正确； B. 错误；

测试题5：酸的浓度、酸的强度和酸度三者是同一个概念，都可以用来描述酸溶液酸度的

大小（ ）A. 正确； B. 错误；

答案：1、A   2、B   3、A   4、B   5、B 

 

第二篇：醋酸电离度和电离常数的实验测定

第25卷第10期20xx年10月赤峰学院学报（自然科学版）JournalofChifengUniversity（NaturalScienceEdition）Vol.25No.10

Oct.2009

醋酸电离度和电离常数的实验测定

马晓光

（赤峰学院

摘

化学系，内蒙古赤峰０２４０００）

要：介绍了测定醋酸电离度和电离常数的实验原理、实验步骤、数据表达与处理等内容，进一步研

究了做好本实验的关键．

关键词：醋酸；电离度；电离常数；ＰＨ值中图分类号：O6-3

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2009）10-0015-02

由表1可得出以下结论：

①滴定前：由于HAc是弱电解质，其水溶液中存在以下电离平衡：

HAc＝H++Ac-溶液中[H+]不等于HAc的原始浓度，[H+]浓度应根据HAc的电离常数来计算.

[H+]＝√Kac=√1.76×10-5×0.1000=1.36×10-3

[HAc]＝

(mol/L),PH=2.88而不是1.

⑵滴定开始至化学计量点前：滴定开始就有HAc-生成，由于同离子效应，抑制了HAc的电离，PH值增大较快；继续滴定，由于NaOH不断滴入，生成的NaAc不断增加，从而形成HAc-NaAc缓冲体系.溶液PH值变化较慢；在接近化学计量点时，由于HAc浓度迅速减小，缓冲作用减弱，PH增加较快.

⑶化学计量点时：生成的NaAc水解，溶液呈碱性.此时PH＝8.73而不是7.

⑷化学计量点后:过量的碱抑制了NaAc的水解，PH值由过量NaOH决定.

PH2.884.707.748.72

0.020.20

9.7010.70

实验原理：HAC是弱酸，其水溶液中存在以下电离平衡：

HAC＝H++Ac-其平衡关系式为Ki=[H+][Ac-]／[HAc]

[H+]、[Ac-]、[HAc]分别为c为HAc的起始浓度，

H+、Ac-、HAc的平衡浓度，α为电离度，Ki为电离平衡常数.

在纯的HAc溶液中，[H+]=[Ac-]＝cαc(1-α），则α＝[H+]／c×100％

Ki=[H+][Ac-]／[HAc]=[H+]2／c-[H+]当α＜5%时，c-[H+]≈c故Ki=[H+]2／c根据以上关系，通过测定已知浓度的HAc溶液的pH,就知道[H+],从而就可以计算出HAc的电离度和电离常数.

实验步骤（一）：指示剂的选择:先用强0.1000mol.l-1NaOH溶液滴定弱酸20ml0.1000mol.l-1HAc溶液，记录了滴定过程溶液PH值的变化情况，找出明显的突跃范围.见表1.

表1

加入NaOHHAc被滴定(mcl)0.0010.0019.9820.0020.0220.20

的百分数0.0050.0099.90100.0

剩余HAc过量NaOH（ml）20.0010.000.020.00

(ml)

⑸强碱滴定弱酸的突跃范围小，PH值7.75～9.70,化学计量点PH＝8.73时在碱区，必须选择百里酚蓝、酚酞等指示剂.本实验选用酚酞作为化学计量点的指示剂.

实验步骤（二）：醋酸溶液浓度的测定：用0.2021mol.l-1的NaOH标准溶液标定HAc的准确浓度.

（1）取25ml的HAc于250ML的锥形瓶中（2）往锥形瓶中的HAc溶液加入4滴酚酞指示剂.（3）用0.2021mol.l-1NaOH标准溶液直至HAc溶液出现淡红色停止滴定,半分钟后,红色不褪去，读数.（4）重复上述操作三次，然后取平均值.数据如下表2.

表2

滴定序号

NaOH溶液的浓度/mol.l-1HAc溶液的用量/mlNaOH溶液的用量/ml

Ⅰ0.20212521.11

Ⅱ0.20212521.090.17020.1701

Ⅲ0.20212521.010.1698

实验步骤（三）：配制不同浓度的HAc溶液与PH值的测定：

）用移液管、吸量管分别吸取25.00ml、（1

5.00ml，2.50ml标准浓度的HAc于三个50ML的容量瓶.

（2）用蒸馏水衡释至记得度线、摇匀、计算出三个容量瓶中HAc溶液的浓度.

（3）把以上不同浓度的HAc溶液于4个干净干燥的50ML小烧杯中.

（4）由稀到浓的次序用PH计测定它们的PH值.

（5）填入数据表，见表3.

实验结果K=1.94×10-5符合K值范围。

表3

HAc液的浓度mol.l-1的测定值0.1703平均值

溶液编号

1234

c／mol.l-10.0085050.017010.085050.1701

PH3.343.312.912.72

[H+]／mol.l-14.57×10-44.89×10-41.238×10-31.905×10-3

α5.37%2.88%1.46%1.10%

电离平衡常数测定值

2.41×10-51.41×10-5

电离平衡常数平均值

1.94×10-5

1.80×10-52.10×10-5

（25℃的文献值为1.76×10-5）

实验讨论:

（1）做好本实验的关键是正确规范使用移液管、吸量管及PH计量取吸读数时接读准、量准、看准.

（2）滴定过程要稳要慢，接近化学计量点时应半滴地滴.

（3）测定PH值时，溶液顺序应由稀到浓.———————————————————

参考文献：

〔1〕北师范大学无机化学教研室等.无机化学实验（第三版）.

〔2〕李桂馨.分析化学（第三版）.

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