醋酸解離度和解離常數的測定日期:2020-04-19 13:50 瀏覽次數:18443 摘要: 醋酸解離度和解離常數的測定 (pH法) 實驗目的 1. 了解用pH計測定醋酸解離常數的原理和方法。 2. 學會酸式滴定管及pHS-25型pH計的正確使用。 實驗原理 配製一係列已知濃度的醋酸溶液,在一定的溫度下,用pH計測定它們的pH值,根據pH= -lg[C(H+)/C0],計算C(H+),代入平衡常數關係式,可求得一係列( HAc)值,其平均值即為該溫度下的解離常數。 儀器、藥品及材料 儀器:pHS-25型pH計,複合電極,燒杯(50mL,4個),酸式滴定管(50mL,2支) 藥品:HAc(0.1000mol·L-1) 材料:碎濾紙、標準緩衝溶液 實驗內容及步驟 1. 配製係列已知濃度的醋酸溶液 取5隻幹燥的50 mL燒杯,編號後,按表5-1用量,用酸式滴定管量取已知濃度的醋酸溶液(由實驗室提供),配製不同濃度的醋酸溶液。 2. 醋酸溶液pH值的測定 用pHS-25型pH計,按醋酸濃度由稀到濃的次序測定1~5號HAc溶液的pH值,記錄在表5-1中。 3. 數據處理 計算表5-1中各項的值,計算出實驗室溫度時,HAc的解離常數,求算相對誤差並分析產生的原因。 表5-1 實驗數據處理表 實驗結果:實驗溫度時,醋酸的平衡常數為:
(HAc) =( 1 + 2 + 3 + 4 + 5)÷5 誤差分析:求算相對誤差,並分析誤差產生的原因。 (文獻值:25℃時 (HAc) =1.75×10-5) 預習要求: 按表5-2中HAc和H2O的體積,溶液的溫度:25℃,HAc溶液的濃度:0.1000mol·L-1, (HAc) = 1.75×10-5,計算各溶液的pH值。 表5-2 預習數據表 思考題 1. 不同濃度的HAc溶液的解離度α是否相同,為什麼? 2. 測定不同濃度HAc溶液的pH值時,為什麼按由稀到濃的順序? 3. 若HAc溶液濃度很稀,能否應用下列近似公式: ( HAc) ≈ C2(H+)/C(HAc) 求解離常數?為什麼? 相關鏈接:醋酸解離度和解離常數的測定的其他方法 (1)緩衝溶液法 根據緩衝溶液的計算公式:pH = pKa - lg{C(HAc)/C(Ac-)} 若C(HAc) = C(Ac-),則上式簡化為pH = pKa 由於 pKa = - lg Ka 因而,如果將HAc溶液分為體積相等的兩部分,其中一部分用NaOH溶液滴定至終點(此時HAc幾乎完全轉化為Ac-),再與另一部分HAc溶液混合,即形成緩衝溶液,測定該混合溶液的pH值,即可得到HAc溶液的解離常數Ka。測定時無需知道HAc溶液和NaOH溶液的濃度。 (2)電導率法 電解質溶液是離子電導體,在一定溫度時,電解質溶液的電導(電阻的倒數)λ為: λ = κA/l 式中κ為電導率(電阻的倒數),表示長度l為1m、截麵積A為1m2 導體的電導;單位為S·m-1。電導的單位為S [西(門子)]。 在一定溫度下,電解質溶液的電導λ與溶質的性質及其濃度c有關。為了便於比較不同溶質的溶液的電導,常采用摩爾電導λm。它表示在相距1㎝的兩平行電極間,放置含有1單位物質的量電解質的電導,其數值等於電導率κ乘以此溶液的全部體積。若溶液的濃度為c(mol·L-1),則含有1單位物質的量電解質的溶液體積V=10-3/c(m3·mol-1),於是溶液的摩爾電導為 λm=κV=10-3κ/c λm的單位為S·m2·mol-1。 根據稀釋定律,若電解質溶液的濃度c越小,若電解質的解離度α越大,無限稀釋時,若電解質也可看作是完全解離的,即此時的α =100%。從而可知,一定溫度下,某濃度c的摩爾電導λm與無限稀釋時的摩爾電導λm,∞之比,即為該若電解質的解離度: α =λm/λm,∞ 不同溫度時,HAc的λm,∞值如表5.3所示。 表5.3 不同溫度下HAc無限稀釋時的摩爾電導λm,∞
籍電導率儀測定一係列已知起始濃度的HAc溶液的κ值,根據上麵的公式,即可求得所對應的解離度α ,也可得: Ka = C0λm2/{λm,∞(λm,∞-λm)} 根據上式,可求得HAc的解離常數Ka 。 |