实验醋酸解离度和解离常数的测定

1、实验醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法；2、加深对弱电解质解离平衡的理解；3、学习电导率仪的使用方法，进一步学习滴定管、移液管的基本操作二、提要醋酸CHCO0即HA,在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：HAc( q) H20(1)H30 ( q) Ac ( q)或简写为HAc( q) . H (aq) Ac (aq)其解离常数为K (HAc)(2.1)ceq(H ) c ceq(Ac ) cceq(HA c) c如果HAc的起始溶度为Co,其解离度为，由于 ceq(H ) ceq(Ac ) ca,代K (HAc) (Co )2 (Co

2、Co )c(2.2)入式（2.1 ）得:Co I (1 )c某一弱电解质的解离常数 Ka仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无 关；其解离度 则随溶液浓度的降低而增大 。可以有多种方法用来测定弱电解 质的 和Ka,本实验采用的方法是 用电导率测定HAC的 和Ka。电解质溶液是离子电导体，在一定温度时，电解质溶液的电导（电阻的倒数）入为kAI（2.3）式中，k为电导率（电阻率的倒数），表示长度I为1m截面积A为1吊导体的 电导；单位为sm1。电导的单位为S西（门子）。在一定温度下，电解质溶液的电导入与溶质的性质及其溶度c有关。为了 便于比较不同溶质的溶液的电导，常采用 摩尔电导m。它表示在相距

3、1cm的两平行电极间，放置含有1单位物质的量电解质的电导，其数值等于电导率k乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为kVc（mol dm 3），于是溶液的摩尔电导为10 3k c（2.4）m的单位为S m2 mol根据式（2.2），弱电解质溶液的溶度c越小，弱电解质的解离度越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的100%。从而可知，一定温度下，某浓度c的摩尔电导m与无限稀释时的摩尔电导电解质的解离度：（2.5）m,之比，即为该弱不同温度时，HAc的m,值中表2.1所示温度T/K273291298303m, /(S -m2 mol 1)0.02450.03490.03910.0428表

4、2.1不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的k值。根据式（2.4）及式（2.5）即可求得所对应的解离度。若将式（2.5）代入式（2.2），可得:m, （ m,m）（26）根据式（2.6），可求得HAc的解离常数K三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（100cm,5只） 锥形瓶（250cm,2只） 铁架 移液 管（25cm,3支）吸气橡皮球滴定管（玻璃塞式；简易式）滴定管夹白瓷板 洗瓶 玻璃棒 滤纸片 温度计（0100C，公用）其它：pH计（附玻璃电极、甘汞电极）电导率仪（附铂黑电导电极）2、药品醋酸 HAc（0.1mol -dm 3）标准氢氧化钠Na

5、OH（0.1mol dnf,4位有效数字）邻苯二甲酸氢钾 KHC6H4(COO)2(0.05mol dm 3)酚酞（1%四、仪器使用方法（见 精密仪器一一电导仪）五、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取 233份25.00cm 0.1mol - dmHAc溶液，分别注入2只锥形瓶中，各加2滴酚酞溶液。分别用标准NaOH溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，计算滴定所用的标准NaOH溶液的体积，从而求得HAc溶液的准确浓度重复上述实验，求出两次测定 HAc溶液浓度的平均值。(二)系列醋酸溶液的电导率的测定用移液管(有哪些应注意

6、之处？参见基本操作五中的移液管的使用)量取 25.00cm3已标定的HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cm!去离子水与上述 HAc溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用铂黑电导电极， 将高低周开关拨到“低周”，测定所配制的HAc溶液的电导率。随后，用移液管从已测定过电导率的溶液中取出 25.00cm3,并弃去；再用另 一支移液管加入25.00cm3去离子水注1，搅拌均匀，测定此稀释后 HAc溶液的电 导率。如此不断稀释，测定电导率共 46次。记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k数据。根据表2.1的数值，得到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导 m, 注2。再按

7、式(2.4)计算不同超始浓 度时的摩尔电导 m。即可由式(2.5)求得各浓度时HAc的解离度 。根据式(2.2) 或式(2.6)的计算，取平均值，可得 HAc的解离常数K.0六、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表实验编号In滴定后NaOH夜面的位置 V2(NaOH)/cm3滴定前NaOH夜面的位置 y(NaOH)/cm3滴定中用去NaOH溶液的体积V(NaOH)/cm3两次滴定用去NaOH体积的平均值 Vav(NaOH)/cm3标准NaOH溶液的浓度c(NaOH)/(mol dm 3)滴定中取用HAc溶液的体积V(HAc)/cm3HAc溶液的浓度 c(HAc)/(mol dm 3) c(

8、NaOH )Vav(NaOH )/V(HAc)(2)醋酸溶液的电导率、醋酸的解离度和解离常数的测定表二实验编号3 玻 m 注 d 诙d 徙 m /.V 宀律 c 注 A 2 H/.V H oc电导率k/(S m 1)1d 导 m 2 伽 m 戦 s /.Vm离解度m或)/.V /(1m, 2/2m5I2n458w6V实验时室温T/K无限稀释时的摩尔电导m, ,(S m2 mol 1)K七、预习要求1、预习要求(1) 了解两种不同方法测定 HAc解离度和解离常数的原理。(2) 预习实验及计算中的有效数字。(3) 预习基本操作五中的容量瓶、 滴定管的使用以及精密仪器四 (pH计)或精密仪器五(电导

9、率仪)。注1为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2 X10-3S-m-1。注2若室温不同于表2.1中所列温度，可用内插法近似求得所需的m 值。例如，室温为295K时，HAc无限稀释时的摩尔电导m为(0.03910.0349)S m2 mol 1(298 291)KxS m2 mol 1(295 291)Kx .0024S m2 mol 1n, (0.0349 x)S m2 mol 10.0373S m2 mol 1附pH法测定HAc的和Ka在一定温度下，用pH计(又称为酸度计)测定一系列已知溶液的HAc溶液的pH值，按pH= lg c(H ) c C(H ).C

10、。根据ceq(Hc。)，即可求得一系列对应的HAc的解离度和c。2 (1)值。这一系列c。2.(1)值应近似为一常数，取其平均值，即为该温度时HAc的解离常数&。另一种测定Ka的简单方法是根据缓冲溶液的计算公式pH pK lg ceq(HAc). ceq(Ac )(1)若 ceq(HAc)ceq(Ac )，则上式简化为pH pK由于pKlg K(2)因而如果将HAc溶液分为体积相等的两部分，其中部分溶液用NaOH溶液滴定至终点(此时HAc即几乎完全转化为Ac)，再与另一部分溶液混合，并测定该 混合溶液(即缓冲溶液)的pH值，即可得到HAc的解离常数。测定时无需知道 HAc和NaOH溶液的浓度。

11、方法1 、醋酸溶液浓度的标定（同电导率法的标定）2、系列醋酸溶液的配制和pH值的测定将上述已标定的HAc溶液装盛到玻璃塞式滴定管中（有哪些应注意之处？参见 基本操作五中的滴定管的使用），并从滴定管中分别放出 48.00cm3、24.00cnK 12.00cm5、6.00cm3、3.00cm5该HAc溶液于5只干燥的烧杯（为什么需要干燥的？） 中。注意：接近所要求的放出体积时，应逐滴滴放，以确保准确度和避免过量。藉 另一支盛有去离子水的滴定管，往后面4只烧杯中分别加入24.00棉、36.00cm、 42.00品、45.00cm3去离子水，使各烧杯中的溶液总体积均为48.00cm5，混合均匀。按上

12、述所配制的系列醋酸溶液由稀到浓的顺序，并按精密仪器四中的pH计中的操作步骤分别测定各 HAc溶液的pH值。记录实验时的室温，算出不同起始 浓度HAc溶液的 值及c0 2 （1）值。取所得c0 2.（1）的平均值，即为HAc的解离常数Ka实验值。3、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定（同表一）（2）醋酸溶液的pH值、醋酸的解离度和解离常数的测定实验编号不同浓度HAc溶液的配制HAc溶液起如浓度c(HA/(mol dm 3)pHc(H ) (mol dm3)ac 7(1 )V(HAc)/cm3V(H2O)/cniI48.000.00n24.0024.00出12.0036.00IV6.0042.00V3.0045.00实验室温T/K=醋酸的解离常数Ka =其pH值。记录实验时室温，计算 HAc的解离常数Ka重复进行一次，求得两次数据的平均值。3、数据记录和处理实验时室温T/K_HAc-NaAC昆合溶液的pH值HAc-NaAC昆合溶液的 c(H ). (mol dm 3)HAc的解离常数K平均值：方法二1、等浓度的醋酸和醋酸钠缓冲溶液的配制用称液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中移液管的使用）