试验3醋酸标准解离常数和解离度的测定

实验三醋酸标准解离常数和解离度的测定制作人：胡应喜2【实验目的】1.掌握pH法、电导率法测定弱酸离解常数的原理和方法；2.学习pH计及电导率仪的使用方法；3.练习滴定管、移液管的使用；4.练习酸碱滴定的基本操作。3【实验原理】1.醋酸溶液浓度的测定用已知浓度的标准NaOH溶液标定HAc：NaOH+HAc＝NaAc+H2Oc(HAc)＝c(NaOH)·V(NaOH)/V(HAc)2.醋酸电离度及电离常数的测定(1)pH法醋酸是弱电解质，在溶液中存在如下的解离平衡：HAcH++Ac－4起始浓度(mol/L)：c000平衡浓度(mol/L)：[HAc][H+][Ac－]c0－[H+][H+][H+]HAcH++Ac－cHAccAccHKa/][}/]{[}/]{[][][HcH02另外，HAc的解离度可表示为α=[H+]/c0，即[H+]=/c0·α120cKa本实验用酸度计测定已知浓度HAc的pH值，即可求得KΘa和α。5(2)电导率法电解质溶液是离子导体，其导电能力与溶液中离子数目多少、离子电荷大小、离子运动速率有关。对同一电解质而言，结构相同，在一定温度时其导电能力只与溶液中离子的数目有关，而对于同一弱电解质不同浓度溶液的导电能力，只与电解质的总量和解离度有关。对弱电解质来说，解离度近似等于该弱电解质的摩尔电导率与极限摩尔电导率之比：mm摩尔电导Λm：1mol·m3电解质溶液具有的电导。6极限摩尔电导Λm∞(S·m2·mol-1)：对于1mol弱电解质，无限稀释时，此时溶液的摩尔电导。温度/℃0182530Λm∞245×10-4349×10-4390.7×10-4421.8×10-4极限摩尔电导与温度的关系：Λm∞＝0.0006t+0.0244金属导体的导电能力可用电阻R表示：)(AlR离子导体的导电能力一般用电导G来表示：)(111SlARG或电导率：)(11mSAlGl/A：电导池常数，或电极常数7摩尔电导率与电导率的关系为：1(mol·m-3):Λm＝c(mol·m-3):G＝c(mol·m-3):кcmc通过电导率仪测得浓度c的电导率к；即可计算出Λm。注意：浓度c的单位：mol·m-3；Λm的单位为S·m2·mol－1。mmacaKa12)(2mmmmc8【仪器与试剂】仪器：酸度计电导率仪烧杯(100mL)滴定管(50mL)移液管(25mL)锥形瓶(250mL)试剂：NaOH标准溶液HAc(0.1mol/L)酚酞指示剂(0.1％)9【实验步骤】1.醋酸浓度的标定1～2滴酚酞滴定至由无色变微红色30s不褪色，读数注意滴定速度用NaOH滴定25.00mLHAc溶液平行滴定三次，三次消耗NaOH体积相互不能超过0.10mL，否则重做！计算HAc的浓度。102.配制不同浓度的HAc溶液烧杯编号V(HAc)(mL)V(H2O)(mL)c(HAc)(mol/L)5.0045.00310.0040.00425.0025.00550.000.003.1~4号HAc溶液pH的测定和电导率的测定1234按由稀至浓的次序在酸度计和电导率仪上依次测定它们的pH值和电导率，记录所测的pH值和电导率。11【数据记录与处理】1.醋酸浓度的测定123NaOH浓度(mol/L)HAc体积(mL)25.0025.0025.00消耗NaOH体积(mL)醋酸的浓度(mol/L)醋酸的平均浓度(mol/L)相对偏差(%)122.醋酸解离常数和解离度的测定(1)pH法测定时温度℃KΘa＝1.76×10－51234V(HAc)(mL)5.0010.0025.0050.00V(H2O)(mL)45.0040.0025.000.00c(HAc)(mol/L)pH[H+](mol/L)电离度αKΘaKΘa平均值相对误差(%)13(2)电导率法测定时温度℃KΘa＝1.76×10－51234V(HAc)(mL)5.0010.0025.0050.00V(H2O)(mL)45.0040.0025.000.00c(HAc)(mol/L)k/S·m-1Λm/S·m2·mol-1电离度αKΘaKΘa平均值相对误差(%)14【注意事项】1.配制不同浓度的醋酸溶液时，烧杯要干燥，体积要准确量取。2.误用自来水配制一系列浓度的醋酸溶液。3.要注意实验的基本操作。4.测定时，应由稀到浓依次进行，以减小实验误差。5.数据测定及处理时，要注意有效数字及单位换算。151.滴定管、移液管的使用及基本操作。2.溶液的配制。3.酸度计的使用。4.电导率仪的使用。【基本操作】16酸度计是用来测量溶液pH值的仪器，在0～14的pH值范围内使用。电位测定法，是通过测量浸在水溶液中一对电极之间的电势差换算成该溶液的pH。酸度计主要由参比电极（银-氧化银电极；维持一个恒定的电位），指示电极（玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH）和精密电位计（主体，最好的pH计可分辨出0.005pH单位）三部分组成。酸度计的使用17酸度计的使用酸度计是用来测量溶液pH值的仪器，在0～14的pH值范围内使用。电位测定法，是通过测量浸在水溶液中一对电极之间的电势差换算成该溶液的pH。酸度计主要由参比电极（银-氧化银电极；维持一个恒定的电位），指示电极（玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH）和精密电位计（主体，最好的pH计可分辨出0.005pH单位）三部分组成。18pHs-25型酸度计使用E-201-C-9复合电极进行测量，测量值精确度是0.1。操作步骤如下：1.安装与校正①将复合电极加液口上所套的橡胶套和下端的橡皮套全取下，浸泡在3mol/L的氯化钾溶液中数小时。②将电源的插头小心插到电源插口内，调节仪器零点(pH=7.0)；将复合电极的插头插到电极插口内，并夹在电极夹子上。③接通电源，指示灯亮；调节“选择”旋钮至pH档，并测量被测溶液的温度。④调节温度补偿旋钮到被测溶液的温度值。192.仪器的定位选择预先配制好的标准缓冲溶液作为校正溶液，采用两点校准法。即选择两种标准缓冲液：一种是pH≈7标准缓冲液，第二种是与被测溶液pH接近的pH≈9标准缓冲液或pH≈4标准缓冲液。①向小烧杯内倒入已知pH值的标准缓冲溶液②将蒸馏水洗净的复合电极，用吸水纸条仔细吸干，插入缓冲溶液中，并轻轻摇动，同时观察读数表上的示数。20③将“选择”开关置于相应的pH范围（“0-7”或“7-14”），调节“定位”旋钮，使示数为该温度下标准缓冲溶液的pH值，保持示数稳定为止。④将电极上移，移去标准缓冲溶液，用蒸馏水洗净电极头部，并用滤纸条将水吸干。注意：仪器定好位，测量时不得再转动“零点”旋钮和“定位”旋钮。213.测量pH①将已洗净的电极插入待测溶液中，轻摇烧杯。②置“选择”开关于被测溶液的可能pH值范围档。③待指针稳定后的示数，即为待测溶液的pH值。