用分光光度法测定弱电解质的电离常数.ppt

用分光光度法测定弱电解质的电离常数,长江师范学院化学化工学院,【目的要求】,1.用分光光度法测定弱电解质的电离常数。2.掌握分光光度法测定甲基红电离常数的基本原理。3.掌握分光光度计及pH计的正确使用方法。,实验原理,本实验测定电解质(甲基红)的电离常数，是根据甲基红在电离前后具有不同颜色和对单色光的吸收特性，借助于分光光度法的原理，测定其电离常数.HMR(酸式,红色)HMR碱式(黄色),朗伯-比耳(Lanbert-Bear)定律,溶液对单色光的吸收遵守下列关系式朗伯-比耳(Lanbert-Bear)定律：(3)式中，A为吸光度；I/I0为透光率T；C为溶液浓度；l为溶液的厚度；k为消光系数。,溶液中如含有一种组分，其对不同波长的单色光的吸收程度，如以波长()为横坐标，吸光度(A)为纵坐标可得一条曲线，如图1中.单组分a和单组分b的曲线均称为吸收曲线，亦称吸收光谱曲线。根据公式(3)，当吸收槽长度一定时，则AakaCa(4)AbkbCb(5)如在该波长时，溶液遵守朗伯-比耳定律，可选用此波长进行单组分的测定。,溶液中单组分的测定,图1部分重合的吸收曲线,(nm),溶液中双组分吸光度的测定,溶液中含有两种组分(或两种组分以上)的溶液，各自具有特征的光吸收曲线，并在各组分的吸收曲线互不干扰时，可在不同波长下，对各组分进行吸光度测定。当溶液中两种组分a、b各具有特征的光吸收曲线，且均遵守朗伯-比耳定律，但吸收曲线部分重合，如图1所示，则两组分(a+b)溶液的吸光度应等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性。吸收槽长度一定时，则混合溶液在波长分别为a和b时的吸光度可表示为:,由光谱曲线可知，组分a代表HMR，组分b代表MR-，,单组分在波长为a和b时的k值。而a和b可以通过测定单组分的光吸收曲线，分别求得其最大吸收波长。如在该波长下，各组分均遵守朗伯-比耳定律，则其测得的吸光度与单组分浓度应为线性关系，直线的斜率即为k各物质在各吸收波长时的吸收系数。再通过两组分的混合溶液的吸光度测定即可以测得，根据(8)、(9)两式可以求出MR-和HMR值。,【仪器试剂】,752分光光度计1台；精密pH计1台；pH复合电极；容量瓶；烧杯；移液管。95%乙醇(A.R.)；HCl(0.1moldm-3)；甲基红(A.R.)；醋酸钠(0.05moldm-3、0.01moldm-3)；醋酸(0.02moldm-3)。,实验步骤,1.制备溶液2.吸收光谱曲线的测定3.验证朗伯-比耳定律,求出4.测定混合溶液的总吸光度及其pH值。,1.制备溶液,(1)甲基红溶液称取1g甲基红，加入300mL95%的乙醇，待溶后，用蒸馏水稀释至500mL容量瓶中。(2)甲基红标准溶液取10.00mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸馏水稀释100mL至容量瓶中。(3)溶液a取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.1moldm-3盐酸10mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。(4)溶液b取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.04moldm-3醋酸钠25mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。,2.吸收光谱曲线的测定,接通电压，预热仪器。测定溶液a和溶液b的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长a和b。波长从360nm开始，每隔20nm测定一次，在吸收高峰附近，在40nm范围内，每隔5nm测定一次，每改变一次波长都要用空白溶液校正，直至波长为620nm为止。作A-曲线。求出波长a和b值。,3.验证朗伯-比耳定律,求出,(1)分别将溶液a用0.01moldm-3盐酸稀释为原来浓度的0.75倍、0.50倍和0.25倍；溶液B用0.01moldm-3醋酸钠稀释至原来浓度的0.75倍、0.50倍和0.25倍。(2)在波长为a、b处分别测定上述各溶液的吸光度A。如果在a、b处，上述溶液符合朗伯-比耳定律，则可得四条A-C直线，由此可求出k值。,4.测定混合溶液的总吸光度及其pH值,(1)取4个100mL容量瓶，分别配制含甲基红标准液、醋酸钠溶液和醋酸溶液的四种混合溶液。(2)分别用a和b波长测定上述四个溶液的总吸光度。(3)测定上述四个溶液的pH值。,【数据处理】,1.根据实验步骤2测得的数据作A-图，绘制溶液a和溶液b的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长a和b。2.实验步骤3中得到四组A-C关系图，从图上可求得单组分溶液a和溶液b在波长各为a和b时的四个吸光系数3.由实验步骤4所测得的混合溶液的总吸光度，根据(8)、(9)两式，求出各混合溶液中MR-、HMR值。4.根据测得的pH值，按(2)式求出各混合溶液中甲基红的电离平衡常数，对4个K值求平均。,【注意事项】,甲基红溶液、甲基红标准溶液配好后应盛于棕色瓶中。使用分光光度计时，先接通电源，预热20min。为了延长