浓度对盐类水解的影响

1、课题11 浓度对盐类水解的影响课题概述： 盐是由金属离子(或铵根离子)与酸根离子组成的化合物。除了强酸强碱形成的盐类以外，绝大多数的盐类水溶液都不为中性，而呈现一定的酸性或碱性，其本质原因是盐类的水解。通常强酸弱碱盐其水溶液水解呈酸性；而强碱弱酸盐其水溶液水解呈碱性。 盐溶液的水解程度与多个外因有关，其中盐溶液的浓度是一个重要的因素。相同温度下，同种盐的不同浓度的水溶液，其水解程度也不相同。本实验通过pH传感器，监测不同浓度的乙酸钠溶液中氢离子浓度，计算得出不同浓度乙酸钠溶液水解程度变化情况，从而得出浓度对乙酸钠水解的影响。 pH传感器通过测量pH电极和参比电极、被测溶液所组成的电池的电动势，

2、间接测量pH电极的电位，从而得到溶液中的氢离子浓度。教学目标： 1理解浓度对盐类水解的影响。 2掌握如何衡量盐类水解的程度及水解度的计算。器材准备： 实验药品：无水乙酸钠晶体。 实验仪器：TI83 Plus图形计算器及CBL系统、pH传感器、电磁搅拌器、200mL烧杯、100mL量筒、药匙、电子天平、250mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、蒸馏水洗瓶。 实验装置：如图所示。 实验步骤：一实验准备 1配制标准缓冲溶液。 将购得的pH标准缓冲物质一小包溶于水，转移至250mL容量瓶中，加水稀释至刻度线，即为pH标准缓冲溶液。(对应的pH值及注意事项请参见标准物质包装袋)。二设置传感器 1将TI83 P

3、lus图形计算器、CBL系统按图示连接。 2将pH传感器与CBL系统CH1通道相连。 3打开TI83 Plus图形计算器、CBL系统，按APPS，选择“CHEMBIO”程序，按ENTER。(见图1、2) 图1 图2 4在“MAIN MENU”菜单中选择“1：SET UP PROBES”；输入传感器数量“1”，按ENTER。(见图3) 5在“SELECT PROBE”菜单中选择“2：pH”。(见图4) 图3 图4 6输入通道序号“1”；在“CALIBRATION”菜单中选择“2：PERFORM NEW”。 预热30秒后，按ENTER。(见图5、6) 图5 图6 7将装有pH值为6.865的标准缓

4、冲溶液的烧杯放在电磁搅拌器上，并将电磁搅拌器的加热温度调至25。将干净的pH电极浸入烧杯中，当CBL系统显示屏示数稳定后，按TRIGGER，并在图形计算器上输入pH值“6.865”。 (见图7、8) 图7 图8 8取出pH电极，用水冲洗干净，用滤纸小心吸干电极外表。 9将装有pH值为9.180的标准缓冲溶液的烧杯放在电磁搅拌器上，并将电磁搅拌器的加热温度调至25。将干净的pH电极浸入烧杯中，当CBL系统显示屏示数稳定后，按TRIGGER，并在图形计算器上输入pH值“9.180”。 (见图9、10) 图9 图10 10在“CALIBRATION DONE”屏幕中显示了校正曲线的斜率(INTERC

5、EPT)K0，B与截距(SLOPE)K1，A。记录这些数据。以后测定时，如果仍使用同一pH传感器并且环境情况相类似时，可以不用标准溶液校正，而在“CALIBRATION”菜单中选择“3：MANUAL ENTRY”，手工输入校正曲线的斜率INTERCEPT与截距SLOPE，即可实现pH电极的校正。(见图11) 图11三pH值变化数据收集 1用量筒量取100mL蒸馏水于200mL烧杯中，将烧杯置于电磁搅拌器上并放入搅拌子。 2将干净的pH传感器浸入烧杯内溶液中。 3在“MAIN MENU”菜单中选择“2：COLLECT DATA”。(见图12) 4在“COLLECT DATA”菜单中选择“3：TR

6、IGGER / PROMPT”，预热30秒后，按ENTER。(见图13) 图12 图13 5用电子天平称取0.082g无水乙酸钠晶体，倒入烧杯中，溶解、搅拌均匀。当CBL系统显示屏示数稳定后，按TRIGGER，并在图形计算器上输入乙酸溶液的浓度“0.01”mol/L。(近似认为溶液体积不变保持100mL不变 )。(见图14) 图14(图11) 6在“DATA COLLECTION”菜单中选择“1：MORE DATA”。(见图15) 图15 7重复5、6的操作步骤。每次按TRIGGER后在图形计算器上输入乙酸钠溶液的浓度，直至乙酸钠溶液的浓度达到0.1mol/L。 8在“DATA COLLECT

7、ION”菜单中选择“2：STOP”，即完成了数据的采集。实验结果及数据处理： 1在“MAIN MENU”菜单中选择“3：VIEW GRAPH”，所显示的就是乙酸钠溶液的pH值与浓度之间的关系。(例：见图16) 图16 2按ENTER，在“MAIN MENU”菜单中选择“7：QUIT”。 3在主界面中输入2nd+10x、 (-) 、14、 ) 、÷、( 、2nd+10x、 (-) 、2nd+LIST、 2 、 ) 、 ×、2nd+LIST、 1 、 ) 、×、100、STOÞ、2nd+LIST、 3 、ENTER。在L3数组中计算得到的就是各浓度乙酸钠溶液

8、的水解度。(计算公式： pH = -lgH+、OH- = 、h = ×100%)(例：见图17、18、19) 图17 图18 图19NaAcpH水解度(%)0.018.0550.1140.028.2600.09100.038.4040.08450.048.5220.08320.058.6150.08240.068.6880.08130.078.7500.08030.088.8030.07940.098.8500.07870.108.8930.0782 5上述实验数据说明，盐溶液水解的程度是微弱的，且随着盐溶液浓度的减小(稀释过程)，水解度相应地增大。也就是说，盐溶液浓度越小，越有利于

9、水解过程。实验说明： 1每次加入乙酸钠晶体后，在测定pH值前必须经过充分溶解、搅拌，以促使乙酸钠达到新的水解平衡。 2本实验中测得的电离度与理论值可能会有差异，这是由于pH电极的系统误差及测定环境的差异所造成的，但这并不影响水解度的变化趋势。思考与拓展： 1实验中为了简化计算，在加入乙酸钠晶体过程中，始终认为溶液总体积不变，这会不会给实验结果造成影响，为什么可以这样估算？2仿照本实验方法或另设计新的实验方案，对研究氯化铵溶液浓度对水解程度的影响，将数据记录在下面表格内，观察变化趋势与乙酸钠溶液是否一样，这说明什么？NH4Cl浓度pH水解度(%) 3本实验还有什么可以改进的地方？上海市科技教育研究所、上海市徐汇区教育学院 严岷评：某些盐溶液会发生水解，这是盐的一个重要特征。对于盐类水解，教学中讲