电离平衡常数的测定

(三)电离平衡常数的测定

一、实验目的

1. 学习了解pH法测定电离平衡常数的原理与方法。

2. 学会酸度计的使用方法及注意事项。

3. 加强有效数字概念在数据处理上的正确运用，学会实验误差原因分析。

4. 训练实验报告表格化处理方法。

二、实验原理

乙酸溶液的初始浓度为，平衡时乙酸溶液中的浓度为，乙酸在水中的离解平衡：

初始浓度 0 0

平衡浓度

乙酸的电离平衡常数

在一定温度下，利用酸度计(pH计)可以测定某溶液的pH值，而溶液中的pH值与溶液中离子浓度之间存在着如下关系：

或

因此，如果我们已知乙酸溶液的初始浓度，并且利用酸度计测定了该溶液的pH值，通过计算就可以求出乙酸的电离平衡常数值。

值得注意的是，参数方程成立的前提条件是认为乙酸的电离常数足够大而忽略了水本身的电离平衡。乙酸的浓度越稀，越不能忽略水的电离，因此，在实验中应尽量使乙酸的浓度大一些。另外，由于乙酸的电离平衡常数的测定最终归结为乙酸溶液的pH值测量上来，所以本实验的精确度将最终取决于pH值测定的精确度上。为保证实验测定值的精确度，本实验中的pH值要求读到小数点后第二位。

三、实验步骤

1.0.1mol/L HAc溶液浓度的标定

以酚酞为指示剂，用已知浓度的标准NaOH溶液标定约0.1mol/L HAc溶液的浓度,把数据记录及结果处理填入表1。

方法为：用25ml移液管吸取HAc溶液25.00ml三份，分别置于250ml锥形瓶中，加蒸馏水50ml，2滴酚酞试剂(0.2%)，用NaOH标准溶液滴定至粉色，0.5min内颜色不褪，即为终点。

2、配制不同浓度的乙酸溶液：取干燥、洁净的100ml烧杯5只，编号1~5。在酸式滴定管中加入已知浓度的乙酸溶液，在碱式滴定管中加入去离子水。依次向1~5号烧杯中加入一定体积的乙酸溶液和去离子水。

3、测定所配乙酸溶液的pH值：利用pH计依次测定所配乙酸溶液的pH值，要求读到小数点后第二位，并记录在表2中。

四、数据记录与结果处理

表1 0.1mol/LHAc溶液的标定

表2 pH法测定乙酸电离平衡常数、数据记录与处理

室温： ℃

实验室配制的乙酸溶液的浓度： mol/L

取实验中5个数值的平均值，即为本实验测得乙酸电离常数K_i值。

PH计使用：
1、打开电源开关，按“PH/MV”按钮，使仪器进入PH测量状态；
2、按“温度”键使显示为溶液温度值(此时温度指示灯亮)，然后按“确认”键，仪器确定溶液温度后回到PH测量状态。
3、把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=6.86的标准溶液中，待读数稳定后按“定位”键(此时PH指示灯慢闪烁，表明仪器在定位标定状态)使读数为该溶液当前温度下的PH值。
4、把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=4.00(或PH=9.18)的标准溶液中，待读数稳定后按“斜率”键(此时PH指示灯快闪烁，表明仪器在斜率标定状态)使读数为该溶液当时的PH值，然后按“确认”键，仪器进入PH测量状态，PH指示灯停止闪烁，标定完成。
5、用蒸馏水洗电极后即可对被测溶液进行测量。

【注意事项】

² 小烧杯一定要洁净、干燥；

² 乙酸和水的体积要准确加入，保证计算的浓度与实际浓度值一致，5次测量共需乙酸50ml；

² 酸度计的使用参考说明书；

² 每次校正或测量前都要将电极用纯水冲洗干净，然后用滤纸擦干；

² 测定溶液的pH值前要充分搅拌溶液，使其混合均匀；

² pH值读数读到小数点后两位。

五．思考题

1.本实验中测定乙酸电离常数的依据是什么？当乙酸浓度很稀时，能用此法吗？

2.本实验中乙酸电离常数的测定最终归到乙酸溶液中H⁺离子浓度的测定，能否利用酸碱滴定法来测定溶液中的H⁺离子浓度？

3.改变所测HAc溶液的浓度或温度，则电离度和电离常数有无变化？若有变化，会有怎样的变化？
4.“电离度越大，酸度越大”。这句话是否正确？为什么？
5.实验中[HAc]和[Ac-]浓度是怎样测得的?要做好本实验,操作的关键是什么?