实验3 食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的测定.doc

实验3 食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的测定教学目的与要求：1.学习食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法；2.学习酸度计的原理和方法；3.熟练掌握移取,称量,配制一定浓度标准溶液等操作；4.进一步熟练掌握滴定操作；5.学会如何合理的设计实验并培养学生的动手操作能力及创新意识。教学重点与难点：重点：1.食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法； 2.培养学生的动手操作能力及创新意识。难点：1.酸度计的使用方法； 2.滴定操作的终点控制。教学方法与手段：板书，学生操作，现场指导。学时分配：3学时。教学内容：食用白醋是人们日常生活常用的调味品之一,白醋的质量安全与人们的日常生活息息相关。总酸度是测定食醋品质的主要指标,食用醋中的总酸度可以通过多种实验方法测定，如电位滴定法、酸碱滴定法、微型滴定法、连续分析技术定量测定等。综合各方面的因素，通常采用酸碱滴定法测定醋的总酸度，此方法可行性强，易操作，误差小，实验过程安全。食用醋的主要成分是醋酸（HAc），此外还含有少量的其他弱酸，如乳酸等。醋的总酸度指所有的酸性成分的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度。采用酸碱滴定法，以邻苯二甲酸氢钾为基准物质，此物质易得，在空气中不吸水，容易保存，是一种较好的基准物质，反应产物为二元弱碱，水溶液呈碱性，以酚酞作为指示剂，30S 不褪色，为终点。再以标定的碱滴定醋，反应式如下：NaOH+HAc=NaAc+H2O，产物为弱碱，以酚酞作指示剂，30S 不褪色，即为终点。由消耗的碱量计算总酸度，用g/100mL表示。问题1：实验中需要的教学用品？1、仪器：电子称、酸度计、容量瓶、移液管、滴定管等。2、试剂：邻苯二甲酸氢钾（KHP）、食用白醋、氢氧化钠、酚酞。问题2：如何测定食醋总酸含量？醋酸为一弱酸，其离解常数Ka=1.7610-5，利用滴定分析法(容量分析），用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液，反应如下：即待测溶液中酸的总量跟所消耗的NaOH的物质的量相等m(CH3COOH)/M(CH3COOH)=c(NaOH) v(NaOH) 然后换算成100mL食醋中含醋酸的质量问题3：如何选择指示剂？（1）用量：23滴。因指示剂本身也是弱酸弱碱，若用量过多，会使中和滴定中需要的酸或碱的量会增多或减少。（2）常用指示剂：酚酞、甲基橙（一般不用石蕊）（3）选择原则：指示剂恰好变色时溶液的pH值与恰好完全反应后，所得溶液的pH值要尽可能接近。 强酸+强碱酚酞或甲基橙 强碱+弱酸 酚酞 强酸+弱碱 甲基橙问题4：滴定终点颜色如何变化？滴定种类选用的指示剂达滴定终点颜色变化备注强酸滴定强碱甲基橙黄色橙色溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。酚酞8.210.0甲基橙3.14.4酚酞红色无色强酸滴定弱碱甲基橙黄色橙色强碱滴定强酸甲基橙红色橙色酚酞无色粉红色强碱滴定弱酸酚酞无色粉红色中和滴定曲线滴定突跃：7.749.70指示剂选择：酚酞能力拓展：当用盐酸滴定氨水时，应选择什么作为指示剂？刚好到滴定终点时酚酞显示的颜色 多滴了一滴NaOH时酚酞显示的颜色问题5：如何测定白醋的电离度和电离常数？醋酸是弱电解质，在水溶液中存在着下列电离平衡： HAc = H+ Ac其电离常数表达式为： Ki = H+ Ac / HAc (1) 设HAc的起始浓度为c，如果忽略水电离所提供H+离子的量，则达到平衡时溶液中H+ Ac，式(1)可改写为： Ki = H+2 /（ c H+ ） (2)如果我们配制一系列的已知浓度的醋酸溶液，并用酸度计测定其pH值，再换算成H+（实际上酸度计所测的pH值是反映了溶液中H+离子的有效浓度，即H+离子的活度值）。利用(2)式，可求得一系列Ki值，取其平均值，即为该测定温度下醋酸的电离常数。电离度a定义为： a = H+ / c (3)能力拓展：弱酸的酸度、电离度和电离常数之间有什么关系？四、操作步骤1、KHP（0.1000M）的配制：称取2.0422g的KHP，在小烧杯中加水溶解，转入100mL容量瓶中，加水至标线，摇匀，备用。2、NaOH（0.1M）溶液的配制：称取1.2g氢氧化钠于在烧杯中，加300mL水溶解。3、NaOH溶液的标定移取25.00mLKHP标准溶液于的250mL锥形瓶中，各加入20mL水，滴加12滴0.2%酚酞指示剂。用待标定的NaOH溶液分别滴定至无色变为微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。记录滴定前后滴定管中NaOH溶液的体积。4、食用醋的稀释：用10.00 mL移液管吸取食用醋试液一份置于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。5、食用醋总酸度的测定用移液管吸取25.00mL稀释后的试液置于250mL锥形瓶中，加入0.2%酚酞指示剂12滴，用NaOH标准溶液滴定，直到加入半滴NaOH标准溶液使溶液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。重复操作，测定结果的相对平均偏差应小于0.2 mL。根据测定结果计算试样中酸的总含量，以gL-1表示。6、配制不同浓度的白醋溶液用移液管分别取25 mL、10 mL和5mL已标定过的白醋溶液，放入三个洗净的100cm3容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。 7、测定不同浓度白醋溶液的pH值将上面得到的四种精确浓度的白醋溶液，由稀到浓倒入烧杯中，分别用pH计测定它们的pH值，记录室温。五、交流与讨论1、在滴定时为什么要将市售食醋稀释10倍；如何精确的将市售食醋稀释十倍？为了使量取食醋的体积与氢氧化钠溶液的消耗量相当，提高实验的精确度，同时也有助于减少食醋的颜色对滴定终点的颜色的干扰。用移液管取10mL稀释到100mL容量瓶中。2、为什么要预先用少量待装溶液润洗滴定管3次？锥形瓶是否用稀食醋溶液润洗？为了避免装入后的溶液被稀释。3、如果要测定食醋的总酸含量，但无酸式滴定管，可用什么玻璃仪器来代替？该仪器是否要用待装溶液润洗3次？移液管，要润洗3次，避免吸入的溶液被稀释。4、如果滴定的终点没有控制好，即氢氧化钠滴加过量，溶液显红色，你有没有补救的办法？可用酸式滴定管往锥形瓶里加醋酸，至溶液显粉红色，重新记录醋酸溶液的终读数,最后进行计算和数字处理时,全部考虑在内进行计算。5、本实验产生的偏差的原因有哪些?你认为采取什么措施可以减少偏差?（1）从氢氧化钠溶液方面来说:a.氢氧化钠溶液存放时间过长,产生少量碳酸钠，应现用现配制。b.配制氢氧化钠溶液时蒸馏水未煮沸,含有CO2；应煮沸并迅速冷却。c.氢氧化钠溶液配制完成后未标定其准确浓度;应进行标定。d.氢氧化钠溶液配制过程中操作不当,造成浓度不准确;应规范配制。e.滴定过程中仰视、俯视读数；应使视线、凹液面最低处、刻度线相切。（2）从食醋方面来说:移取食醋溶液体积不准确；应正确使用酸式滴定管或移液管量取其体积（3）从滴定终点判定不准确:加入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为粉红色，且半分钟之内不再褪去，方可为滴定终点，不能过早或过晚估计六、注意事项1、酸和碱不同的溶液应分为两台仪器测量。2、电极在测量前要彻底冲洗干净，以免留有残液.3、小心轻放，玻璃球易碎。4、转动各旋钮时，不要用力太大。5、测量完毕，洗净电极头部，罩好仪器。6、食醋的选择：白醋:效果较好；香醋:稀释10倍；陈醋: 颜色很深7、消除CO2对实验的影响配制NaOH溶液和稀释食醋的蒸馏水在实验前应加热煮沸23分钟，以尽可能除去溶解的CO2，并快速冷却至室温。七、几个关健实验操作1、移液管尖嘴残留液体的处理2、滴定前后碱式滴定管中不能有气泡3、滴定管使用前要用待盛放的溶液润洗锥形瓶不能用待测液润洗4、滴定终点的判断5、读数时是否平视八、课外思考题1、若所用的醋酸的浓度极稀，醋酸的电离度大于5%时，是否还可以用简化公式计算其电离平衡常数？ 2、实验中，醋酸的浓度、醋酸根的浓度是怎样测定的？ 3、同温下，不同浓度的醋酸溶液的电离度是否相同？电离平衡常数是否相同？ 4、浓度不变，温度变化时，醋酸的电离度和电离平衡常数有何变化？ 5、既然电离平衡常数与浓度无关，为何还要测准醋酸的浓度？ 6、本实验的关键步骤是什么？7、已标定的NaOH标准溶液在保存时吸收了空气中的CO2，以它测定溶液HCl的浓度，若用酚酞为指示剂，对测定结果产生何种影响？九、课外学习网站：1、/view/2be06d5bbe23482fb4da4c3f.html2、/view/6d07ab678e9951e79b892780.html3、/view/7fbcb91a59eef8c75fbfb3e3.html4、/view/d1969d62ddccda38376bafbd.html5、/view/1d7e78d85022aaea998f0fd7.html6、/view/23df5534eefdc8d376ee32fe.html7、/view/9e7cbb9e51e79b8968022614.html知识拓展：1、邻苯二甲酸氢钾（KHP）简介：无色单斜结晶或白色结晶性粉末。分子式：KHC8H4O4，缩写为KHP。分子量为204.22。在空气中稳定,能溶于水，微溶于醇。微溶于乙醇。溶液呈酸性。25 0.05mol/L水溶液的pH为4.005。滴定分析中的基准物质，用于标定碱性物质，配制缓冲溶液。与氢氧化钠反应生成邻苯二甲酸钾钠。2、食用白醋的酸度为什么要用总酸度表示？食用醋的主要成分是醋酸（HAc），此外还含有少量的其他弱酸，如乳酸等。醋的总酸度指所有的酸性成分的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度。食醋的总酸含量是指每100mL食醋中含酸（以醋酸计）的质量，也称食醋的酸度。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5g/100mL.能力拓展：锥形瓶要不要用稀食醋溶液润洗？能力拓展：如何配制并标定NaOH溶液的浓度？问题1：NaOH标准溶液在配制时会变质吗？NaOH+CO2 = NaCO3 +H2O问题2：可采用哪些措施防止溶液变质？用来配置溶液的蒸馏水加热煮沸除去二氧化碳，并迅速冷却。问题3：如果配制NaOH溶液变质了怎么办？配制NaOH饱和溶液，放置一段时间后，吸取上 层