甲基红解离常数.doc

物理化学实验实验一 甲基红的酸离解平衡常数的测定 一、目的 1 测定甲基红的酸离解平衡常数。 2 掌握分光光度计和酸度计的使用方法。 二、基本原理甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）是一种弱酸型的染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR）两种形式，它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。 在溶液中存在一个离解平衡，简单地写成： HMR H MR甲基红的酸形式 甲基红的碱形式其离解平衡常数： （1） （2） 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CH3COOHCH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH46范围内改变，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，根据朗伯比尔定律，当c单位为molL1，l单位为cm时，a为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液中总的光密度为： DA aA，HMRHMR l+ aA，MR-MR l （3） DB aB，HMRHMR l+ aB，MR-MR l （4）实验中若使用1cm比色皿，即l1，则由（3）式得： （5） 将（5）式代入（4）式得： （6） DA、DB分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的光密度。aA，HMR、aA，MR- 和aB，HMR、aB，MR- 分别为在波长A和B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。MR与HMR的相对量可由（5）、（6）式得出，pH值可由酸度计测定得出；最后按（2）式求出pK值。 三、仪器和试剂 723PC型分光光度计 1台 pHS10A型pH计 1台 容量瓶（100mL） 6个 移液管 （25mL） 3个移液管（5mL、10mL、25mL各1支） 温度计（0100） 1支 甲基红贮备液：0.5g晶体甲基红溶于50ml 95%的乙醇中，用蒸馏水稀释至500ml。 标准甲基红溶液：取8ml贮备液加50ml 95%的乙醇稀释至100ml。 PH为6.84的标准缓冲溶液 醋酸钠溶液 0.04M、 0.01M 醋酸 0.02M 盐酸 0.1M、 0.01M 四、实验步骤 1调节仪器 打开酸度计、分光光度计的电源，预热20分钟；2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10mL 0.1molL-1HCl，稀释至100mL，此溶液的pH值大约为2，因此甲基红完全以HMR式存在。第二份溶液（B）：取10mL标准甲基红溶液和25mL0.04molL-1 CH3COONa溶液，稀释至100mL，此溶液的pH值大约为8，因此甲基红完全以MR式存在。取部分A液和B液分别放在2个1cm比色皿内，在350600nm之间测定它们相对于水的光密度。由光密度对波长作图，找出最大吸收波长A、B。3检验HMR和MR是否符合比尔定律并测定它们在A、B下的摩尔吸光系数。取部分A液和B液，分别各用0.01 molL-1 的HCl和 0.01 molL-1 的CH3COONa稀释至它们原浓度的0.75，0.50，0.25倍及原溶液，制成一系列待测液。在波长A和B下测定这些溶液相对于水的光密度。由光密度对浓度作图并计算在A下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR）的aA，HMR、aA，MR-及在B下的aB，HMR、aB，MR-。4求不同pH值下HMR和MR的相对量在四个100mL的容量瓶中分别加入10mL标准甲基红溶液和25mL 0.04 molL-1 CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02 molL-1 的CH3COOH，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测定在A和B下各溶液的光密度DA和DB。用酸度计测得各溶液的pH值。 五、数据记录和处理 实验日期： ；室温： ；气压： KPa1.测定甲基红HMR和MR-的最大吸收波长2.测定HMR和MR在A、B下的摩尔吸光系数A液的倍数1.00.750.50.25A下的DB下的DB液的倍数1.00.750.50.25A下的DB下的D作图求出摩尔吸光系数；由得aA，HMR；由得aB，HMR ；由得aA，MR- ；由得a B， MR-3.求不同pH值下HMR和MR的相对量溶液序号1234A下的DAB下的DBpH4.计算出甲基红的酸离解平衡常数 溶液序号pHpK文献值：其最大吸收峰的波长A52010nm；B42510nm在室温范围内甲基红的pK为5.050.15 5.实验结果与讨论1) 结果：实测值为pK=2) 计算实验偏差：3) 分析产生偏差的原因：4) 有何建议与想法？6注意事项1) 恒温；2) 改变测试波长，稍等片刻，重新调整0和100%后，比色皿光面通光路；六.思考题（1）.在本实验中，温度对测定结果有何影响？采取哪些措施可以减少由此而引