Revise实验8：醋酸a和K的测定

1、醋酸电离度和电离常数的测定一、实验目的与要求： 1. 测定醋酸的电离度和电离常数。 2. 进一步掌握滴定原理，滴定操作及正确判断滴定终点。 3. 学习使用pH计。实验原理：醋酸是弱电解质，在溶液中存在如下电离平衡：HAc H + Acc 0 0c- c c cH、Ac和HAc分别为H、Ac和HAc的平衡浓度，Ka为HAc的电离常数，c为醋酸的初浓度，为醋酸的电离度。醋酸溶液的总浓度可以用标准NaOH溶液滴定测得。其电离出来的H的浓度，可在一定温度下用数字酸度计测定醋酸溶液的pH值，根据pH=lgH关系式计算出来。另外，再根据H=c，便可求得电离度和电离平衡常数Ka。电离度随初浓度c而变化，而电

2、离常数与c无关，因此在一定温度下，对于一系列不同浓度的醋酸溶液，值近似地为一常数，取所得一系列的平均值，即为该温度下醋酸的电离常数Ka。在纯的HAc中H+=Ac-=C、HAc=C(1-)，则=H+/C×100%。 Ki= H+ Ac-/ HAc= H+2/（C- H+），当<5%时，C- H+C，故Ki= H+2/C。根据以上关系，通过测定已知浓度的HAc浓度的pH，就知道其H+，从而可以计算该HAc溶液的电离度和平衡常数。醋酸（CH3COOH或HAc）是弱电解质，在水溶液中存在以下电离平衡：其平衡关系式为 c为HAc的起始浓度，H+、Ac、HAc分别为H+、Ac、HAc的平衡

3、浓度，a为电离度，Ki为电离平衡常数。在纯的HAc溶液中，H+ = Ac = caHAc = c(1a)，则当a<5%时，cH+c，故根据以上关系，通过测定已知浓度的HAc溶液的pH，就知道其H+，从而可以计算该HAc溶液的电离度和平衡常数。实验内容：一、醋酸溶液浓度的测定以酚酞为指示剂，用已知浓度的NaOH标准溶液(CNaOH = 0.2132M)标定HAc的准确浓度，把结果填入下表。（若实验时间不够，可先由实验室标定）用移液管精确量取25.00 mL HAc（0.2 moldm-3）溶液，分别注入三只50mL 锥形瓶中，各加入2 滴酚酞指示剂。分别用标准NaOH 溶液滴定至溶液呈浅红

4、色，经摇荡后半分钟不消失，分别记下滴定前和滴定终点时滴定管中NaOH液面的读数，算出所用NaOH 溶液的体积，从而求出醋酸的精确浓度。滴 定 序 号NaOH溶液的浓度/mol·l-1HAc溶液的用量/ml25NaOH溶液的用量/mlHAc溶液的浓度mol·l-1测定值平均值二、配制不同浓度的HAc溶液用移液管和吸量管分别取25ml，5ml，2.5ml已测准确浓度的醋酸溶液，把它们分别加入三个50ml容量瓶中，再用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并计算出这三个容量瓶中HAc溶液的准确浓度。【替代方法】：不同浓度的醋酸溶液的配制和pH 值的测定:在4 只干燥的100 mL 烧杯中，用酸

5、式滴定管分别加入已标定的醋酸溶液48.00 mL、 24.00 mL、 6.00 mL、 2.00 mL，注意接近所要刻度时应一滴一滴地加入。然后，再从另一盛有去离子水的滴定管（酸式或碱式均可）往后面三只烧杯中分别加入24.00 mL、42.00 mL、46.00 mL 去离子水（使各溶液的体积均为48.00mL），并混合均匀，求出各份醋酸溶液的精确浓度。三、测定醋酸溶液的pH，计算HAc电离度和电离平衡常数将以上四种不同浓度的HAc溶液分别加入四只洁净干燥的50 mL烧杯中，用pH 计分别测定上述各种浓度醋酸溶液的pH 值（由稀到浓），记录各份溶液的pH 值及实验验室的温度，计算各溶液中醋酸

6、的电离度及其电离常数，并计入下表。测定顺序由稀到浓，记录数据及室温，计算电离度和电离常数。 溶液编号C/mol.L-1pH电离平衡常数K测定值平均值10.010213.360.0431.97×10-51.81×10-520.020423.230.02881.74×10-530.10212.860.01351.88×10-540.20422.730.00911.67×10-5四、注意事项1测定HAc溶液的pH值时，要按溶液从稀到浓的顺序操作，每次换测量液时都必须清洗电极，并吸干，保证浓度不变，减小误差。2PHs-25酸度计使用时，先用标准pH溶液

7、校正。3玻璃电极的球部特别薄，要注意保护，安装时略低于甘汞电极，使用前用去离子水浸泡24小时以上。4甘汞电极使用时应拔去橡皮塞和橡皮帽，内部无气泡，并有少量结晶，以保证KCl溶液是饱和的，用前将溶液加满，用后将橡皮塞和橡皮帽套好。  5将配制好的待测HAc溶液转移到烧杯之前一定要润洗烧杯。6用pH计分别测定上述各种醋酸溶液的pH值时一定要按照由稀到浓顺序操作。7、注意酸碱滴定管的正确使用，在接近刻度时一定要逐滴加入醋酸（或水），配成准确浓度的醋酸溶液；8、在进行不同浓度的醋酸溶液的配制时，一定要注意采用干燥的小烧杯（100mL），以免使浓度发生变化，或液面过低，无法将玻璃电极完全浸没

8、；9、配制缓冲溶液时，采用移液管量取溶液；思考题：1、烧杯是否必须烘干？还可以做怎样处理？答、烧杯不一定要烘干，还可以用标液进行多次润洗，可以达到同样的效果。不需烘干，用待测溶液荡洗23次即可。2、测定pH值时，为什么要按从稀到高的次序进行？答、因为玻璃电极对溶液的浓度响应很灵敏，若从高到低测定，则会使玻璃电极中的H+扩散到溶液中，使测量不准，并延长仪器的响应时间。3、改变所测醋酸溶液的浓度或温度，则电离度和电离常数有无变化？若有变化，会有怎样的变化？ CHAc减小，增大， Ka不变；Ka 随T改变而变化很小，在室温范围内可忽略。改变所测醋酸溶液的浓度或温度，电离度和电离常数都会有变化，随着温

9、度的升高或溶液浓度的降低，溶液的电离度会增大，反之，相反。电离常数在温度升高时会增大，反之，减小。在浓度降低时，电离常数变化比较复杂。4、若所用HAc溶液的浓度极稀，是否还能用近似公式Ka=H+2/C来计算K，为什么？答：若CHAc很小，则C酸/Ka就可能不大于400，就不能用近似公式Ka=H+2/C ，如用近似公式，会造成较大的误差。关于本实验pH使用方法:开机预热10min,打到pH档,斜率置于最大(100%),温度传感器和pH复合电极每次测定需要同时插入到溶液里面(并可以随时按T键测定溶液温度),每次需要蒸馏水清洗电极并用滤纸吸干电极.一、基本原理 酸度计主要是由参比电极(饱和甘汞电位)

10、、测量电极(玻璃电极)和精密电位计三部分组成。 饱和甘汞电极：它由金属汞、氯化亚汞和饱和氯化钾溶液组成，电极反应是：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-甘汞电极的电势不随溶液的pH值变化而变化，在一定的温度和浓度下是一定值，在25时为0.245V。 玻璃电极：玻璃电极的电极电势随溶液的pH值的变化而改变。它的主要部分是头部的玻璃球泡，它是由特殊的敏感玻璃膜构成。薄玻璃膜对氢离子有敏感作用，当它浸入被测溶液内，被测溶液的氢离子与电极玻璃球泡表面水化层进行离子交换，玻璃球泡内层也同样产生电极电势。由于内层氢离子浓度不变，而外层氢离子浓度在变化。因此，内外层的电势差也在变化，所以该电极电势随待测溶

11、液的PH值不同而改变。E玻E玻+0.0591lgH+= E玻-0.0591pH 将玻璃电极和甘汞电极一起浸在被测溶液中组成电池，并连接精密电位计。此时，甘汞电极作正极，玻璃电极作负极。即可测定电池电动势E。 在25时, EE正-E负E甘汞-E玻璃0.245E玻+0.0591pH整理：pH(E+ E玻-0.245)/0.0591 从而测出pH值。二、 酸度计仪器的构造 酸度计也称PH计，是用来测量溶液PH值的仪器，同时也可粗略测量电极电势。型号有多种，常用的有雷磁-25型pHs2型和PHS-3C、 PHS-3D型等。 PHS-P1型等。pHS25型酸度计示意图见图 。本仪器的电极部分是

12、由玻璃电极和银氯化银电极组成的复合电极。电计部分实际上是一高输入阻抗的毫伏计。由于电极系统把溶液的pH值变为毫伏值是与被测溶液的温度有关的，因此，在测pH值时，电极附有一个温度补偿器。此温度补偿器所指示的温度应与被测溶液的温度相同。此温度补偿器在测量电极电位时不起作用。电计上的“定位”调节器在仪器pH校正时用来消除电极系统的零电位误差。电计上的“选择”开关是用于确定仪器的测量功能。“pH”档：用于pH测量和校正。“mV”档：用于测量电极电位极性同电计后面板上标志的电极电位值。“mV”档：用于测量电极电位极性与电计后面板上标志相反的电极电位值。电计上的“范围”开关是用于选择测量范围的，中间一档是

13、仪器处于预热用的，在不进行测量时，都必须置于这一位置。 三、pHS-25型数字酸度计的使用方法    1.仪器的标定    （1）打开仪器电源开关，将仪器预热30min。    （2）将“选择”开关置“pH”档。    （3）将复合电极用蒸馏水清洗，再用滤纸轻轻擦干，然后将电极插入pH6.86的标准缓冲溶液中，调节“温度”补偿器，使所指示的温度与溶液的温度相同，再调节“定位”调节器，使仪器所指示的pH值与该缓冲溶液在此温度下的pH值相同。  &#

14、160; （4）取出电极，用蒸馏水清洗，再用滤纸轻轻擦干，然后将电极插入pH4.00的标准缓冲溶液中，再调节“斜率”调节器，使仪器所显示的pH值与该缓冲溶液的温度相同。    经过上述步骤标定的仪器，“定位”旋钮和“斜率”旋钮不应再有任何变动。    2、样品pH测定    经过标定的仪器，即可用来测定样品的pH值，测定步骤如下：               

15、;     （1）用蒸馏水清洗电极，用滤纸擦干，然后将电极插入待测溶液中，轻轻摇动烧杯，缩短电极响应时间。    （2）当样品溶液的温度与标定时缓冲溶液的温度不同时，应调节“温度”补偿器，使所指示的温度与样品溶液的温度相同，（3）将“选择”开关置“pH”档，仪器所显示的pH值即是样品溶液的pH值。四、使用方法 (PHS-3C型酸度计) （1） 使用前准备： 接通电源，打开开关，预热30min。 将玻璃电极、甘汞电极插在电极夹上，把电极夹装在电极架立杆上，玻璃电极插入输入插口，甘汞电极引线连接在接线柱上（甘汞电极使用时，应把电极孔小橡皮

16、塞及下端橡皮套拔去，不用时应把橡皮套套在下端）。 （2）标正（pH二点标正法） 将选择开关置PH档， “斜率”旋钮旋至“100”处。 “温度” 按钮置溶液温度。 用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。将电极浸入PH7标准缓冲溶液中，待示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值。 取出电极，用蒸馏水洗净、吸干。根据待测PH值的样品溶液之酸碱性来选择用PH4或PH9标准缓冲溶液，把电极放入缓冲溶液中，示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值。 如测量精度要求较高，可按、重复操作数次。 （3）简易标定法 如测量精度要求不高，可

17、用简易标定法。 同（2）操作，将“斜率”旋钮旋至“100 ”处。 用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。根据待测pH值的样品溶液之酸碱性来选择用PH值相近的标准缓冲溶液，把电极放入缓冲溶液中，示值稳定后，调节“定位”旋钮，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在额定温度下的标准PH值即可。 （单点校正） （ 4 ）样品（未知）溶液PH值的测量 经标定后，仪器即可进行样品溶液PH的测定。在测定前，先将用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干。然后将电极放入待测溶液中，待示值稳定后，读数即为样品的PH值。（注意，此时各旋钮不能再动，否则需要重新标定）。（5）测量完毕后：将电极拔出，用水冲洗干净后，擦干电极。关闭电源，将酸度计放

18、入仪器箱内。 五、PHs-PI酸度计的使用方法及注意事项。pH电极的标定：1定位：将洗净的电极插入pH=7的缓冲溶液中，调节TEMP(温度)旋钮，使指示的温度与溶液温度一致。打开电源开关，再调节CALIB(校准)旋钮，使仪器显示的pH值与该缓冲溶液在此温度下的pH值相同。2调节斜率：把电极从缓冲溶液中取出，洗净，吸干，插入pH=4的缓冲溶液中，调SLOPE(斜率)旋钮，使仪器显示的pH值与该溶液在此温度下的pH值相同，标定结束(测量碱性溶液时，用pH=9的缓冲溶液调节斜率)。3、pH值测定：调节好的旋钮就不要再动，将待测溶液分别进行测量，待读数稳定时记录pH值。六、pH计使用方法1.准备：插入电极；取下电极套，用去离子水清洗电极后用滤纸吸干；开机预热20分钟。2.仪器标定（1）调选择开关旋钮至pH档；温度补偿旋钮至溶液温度值；斜率旋钮至最大（100）； （2）将清洗过的电极插入pH6.86的缓冲溶液中，调节定位旋钮，使仪器显示读数为该溶液该温度下pH值；（3）