6-甲基红的酸碱离解平衡常数的测定

甲基红的酸离解平衡常数的测定三峡大学化学与生命科学学院化学系物理化学教研室制1.实验目的测定甲基红的酸离解平衡常数掌握分光光度法测定甲基红解离常数的基本原理掌握分光光度计和pH计的使用方法2.实验原理甲基红（对一二甲氨基一邻一羧基偶氯苯）的分子式为N=NCOOHN(CH3)2一种弱酸型的染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR-）两种形式，在溶液中部分电离，在碱性浴液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。在酸性溶液中它以两种离子形式存在：其离解平衡常数：][]][[HMRMRHk][][lgHMRMRpHpK由于HMR和MR两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单CH3COOH—CH3COONa缓冲体系中，在pH＝4—6范围内很容易使颜色改变，因此比值[MR]/[HMR]可用分光光度法测定而求得。对一化学反应平衡体系，分光光度计测得的光密度包括各物质的贡献，由朗伯比尔定律aclIID0lg（8-2）当c单位为mol.L-1，l的单位为cm时，α为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液中总的光密度为：tMRtHMRDMRAHMRAA][][,,（8-3）tMRtHMRDMRBHMRBB][][,,（8-4）DA、DB分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的吸光度αA,HMR、αA，MR-和αB,HMR、αB，MR-，分别为在波长λA和λB下的摩尔吸光系数各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得3.仪器与试剂723型分光光度计1台（带有自制恒温夹套）；PHS－2型pH计1台；100mL容量瓶6个；10mL移液管3支；0—100℃温度计1支。1、甲基红贮备液：0.5g晶体甲基红溶于300mL95％的乙醇中，用蒸馏水稀释至500mL。2、标准甲基红溶液：取8mL贮备液加50mL的乙醇稀释至100mL。3．pH为6.84的标准缓冲溶液。4．CH3COONa(0.04mol.L-1)CH3COONa(0.01mol.L-1)CH3COOH(0.02mol.L-1)HCl(0.1mol.L-1)HCl(0.01mol.L-1)4.实验步骤1、测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-）的最大吸收波长测定下述两种甲基红总浓度相等的溶液的光密度随波长的变化，即可找出最大吸收波长。第一份溶液（A）：取10mL标准甲基红溶液，加10mL0.1mol.L-1的HCl，稀释至100mL。pH=2，此时的以HMR存在。第二份溶液（B）：取10mL标准甲基红溶液和25mL0.04mol.L-1CH3COONa溶液稀释至100mL，pH=8，因此甲基红完全以MR-存在。取部分A液和B液分别放在1cm的比色皿内，在350~600nm之间每隔10nm测定它们相对于水的光密度。找出最大吸收波长。2、检验HMR和MR-是否符合比耳定律，并测定它们在λA、λB下的摩尔吸光系数取部分A液和B液，分别各用0.01mol.L-1和HCl和CH3COONa稀释至原溶液的0.75、0.5、0.25倍及原溶液，为一系列待测液，在λA、λB下测定这些溶液相对于水的光密度。由光密度对溶液浓度作图，并计算两波长下甲基红HMR和MR-的αA,HMR、αA,MR=、αB,HMR、αB,MR-3、求不同pH下HMR和MR-的相对量在4个100mL容量瓶中分别加入10mL标准甲基红溶液和25mL0.04mol.L-1的CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02mol.L-1的CH3COOH，然后用蒸镏水定容。测定两波长下各溶液的光密度DA、DB，用pH计测定溶液的pH值。由于光密度是HMR和MR-之和，所以溶液中HMR和MR-的相对量用（8-3）和（8-4）方程组求得。再代入（8-2）式，可计算出甲基红的酸离解平衡常数pK。5.数据记录和处理实验温度_____序号[MR-]/[HMR]lg[MR-]/HMR]pHpK1234分光光度计pH计使用注意事项①如果仪器发生故障，需报告指导教师，不能自行进行修理。②比色皿在放入样品室前，用镜头纸擦干比色皿外的溶液。③仪器每次使用完毕，应罩好仪器罩。6.思考题1、在本实验中，温度对实验有何影响？采取什么措施可以减少这种影响？2、甲基红酸式吸收曲线与碱式吸收曲线的交点称为“等色点”，讨论此点处光密度与甲基红浓度的关系。3、为什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？4、在光密度测定中，应该怎样选择比色皿？