醋酸离解常数的测定

1、实验三 醋酸离解常数的测定3.1 实验目的1.了解用酸度计测定醋酸离解常数的原理和测定方法。2.进一步理解和掌握离解平衡的概念。3.熟悉酸度计的使用方法。3.2 实验原理本实验通过测定不同浓度的HAc的PH来求HAc的离解常数。醋酸在水溶液中存在下列离解平衡：HAcH+Ac- 初始浓度： C0 0 0 平衡浓度： C0-X X X离解常数K(HAc)= X2/( C0-X)在一定温度下，用酸度计测定仪系列已知浓度的醋酸溶液的PH，根据PH=-lg（CH+），求出CH+,即X。将X的不同值代入上式，可求出一系列K (HAc)，求其平均值，即为该温度下醋酸的离解常数。3.3 仪器和药品仪器：PHS

2、2C 酸度计一套150ml烧杯1只，20ml移液管1支，10ml移液管1支，5ml移液管1支，2ml移液管1支，100ml小烧杯5只。药品：HAc溶液（0.1M，要标定）。3.4 仪器的使用3.4.1 移液管的使用 移液管是用来准确量取一定体积液体的量器。移液管有不同的种类和规格，我们在实验中所用的移液管是大肚形的，规格有20ml 10ml 5ml 2ml。由于刻标线的管径很细，所以移液管量取液体的体积相当准确。使用移液管吸液时，用右手的拇指和中指拿住管颈标线以上部位，下部的尖嘴插入待移取的液体中。左手拿洗耳球，先把球中的空气挤出，然后将球的尖嘴端接在移液管的管口上，慢慢松开左手的洗耳球使液体

3、吸入管内，当液面升到标线以上时，移去洗耳球，立即用右手的食指按住管口，将移液管的下口提出液面，稍稍放松食指使液面下降，直到液体的弯月面与标线相切时，立即用食指压紧管口，取出移液管。放液时，将移液管插入承接液体的容器中。移液管保持垂直，管的下口靠在容器内壁，松开食指，使液体自然地沿容器壁流下。 使用移液管应注意以下几点： 1.吸液前需用滤纸把管尖口内外的水吸去，然后用欲移取的液体润洗23次，以确保所移取液体的浓度不变。2.移液管插入液体里不能太深，防止管外壁蘸液体太多；也不要太浅，防止吸空。3.液体从移液管里流完后，要等1015秒钟再拿出移液管。残留在管尖嘴内的一滴液体不能吹入容器里（一般不标有

4、“吹”字），因为在标定移液管容积时，已把这一滴液体扣除了。3.4.2 PHS2C酸度计的使用开机 （1） 电源线插入电源插座（2） 按下电源开关，电源接通后，预热30分钟2 标定 仪器使用前，先要标定。一般来说，仪器在连续使用时，每天要标定一次。（1） 在测量电极插座处拔下短路插头；（2） 在测量电极插座处插上复合电极；（3） 把选择旋钮调到pH挡；（4） 调节温度旋钮，使旋钮红线对准溶液温度值；（5） 把斜率调节旋钮顺时针旋到底（即调到100%位置）；（6） 把清洗过的电极插入pH=6.86的缓冲溶液中；（7） 调节定位调节旋钮，使仪器显示读数与该缓冲溶液的pH值相一致（如pH=6.86）；

5、（8） 用蒸馏水清洗电极，再用pH=4.00的标准缓冲溶液调节斜率旋钮到4.00pH；（9） 重复（6）（8）的动作，直至显示的数据重现时稳定在标准溶液pH值的数值上，允许变化范围为±0.01pH。注意：经标定的仪器定位调节旋钮及斜率调节旋钮不应再有变动。标定的缓冲溶液第一次应用pH=6.86的溶液，第二次应接近被测溶液的值，如被测溶液为酸性时，缓冲溶液应选pH=4.00；如被测溶液为碱性时，则选pH=9.18的缓冲溶液。一般情况下，在24小时内仪器不需要再标定。 3 测量pH值经标定过的仪器，即可用来测量被测溶液，被测溶液与标定溶液温度相同与否，测量步骤也有所不同。（1） 被测溶液

6、与定位溶液温度相同时，测量步骤如下： 定位调节旋钮不变； 用蒸馏水清洗电极头部，用滤纸吸干； 把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀，在显示屏上读出溶液pH值为3.40。 测量结束后，将电极泡在3molL-1 KCl溶液中，或及时套上保护套，套内装少量3molL-1 KCl溶液以保护电极球泡的湿润。 （2） 被测溶液和定位溶液温度不同时，测量步骤如下：“定位”调节旋钮不变；用蒸馏水清洗电极头部，用滤纸吸干；用温度计测出被测溶液的温度值；调节“温度”调节旋钮（4），使红线对准被测溶液的温度值；把电极插入被测溶液内，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀后，读出该溶液的pH值。3.5 实验内容及

7、数据处理3.5.1 配制不同浓度的HAc溶液将5只烘干的小烧杯（编好号），用移液管依次加入已知浓度的HAc溶液40.00ml、20.00 ml、10.00 ml、5.00 ml和2.00 ml，再依次加入0.00 ml、20.00 ml、30.00 ml、35.00 ml和38.00 ml蒸馏水，并分别搅拌均匀。3.5.2 醋酸溶液PH的测定数据记录及处理：室温_烧杯编号加入的VHAc/(ml)加入的V水/(ml)混合后HAc溶液的浓度/（mol/L）PHC(H+)/（mol/L）C(Ac-)/（mol/L）C(HAc)/（mol/L）K(HAc)140.000.00220.0020.0031

8、0.0030.0045.0035.0052.0038.003.5.3计算醋酸溶液的离解常数K(HAc)根据实验数据计算出各溶液K(HAc)，求出平均值。由实验可知：在一定温度条件下，HAc的离解常数为一个固定值，与溶液的浓度无关。3.6 实验前应思考的问题1.测得的HAc的离解常数是否与附表中给的K(HAc)有误差？如何才能减少误差？答：可能有误差。在操作时每个动作都要准确，特别是要准确移取溶液。2.怎样配制不同浓度的HAc溶液？答：通过移取一定体积的HAc和蒸馏水，计算出相应的浓度。3.怎样从测得的HAc溶液的PH计算出K(HAc)？答：醋酸在水溶液中存在下列离解平衡：HAcH+Ac- 初始

9、浓度： C0 0 0 平衡浓度： C0-X X X离解常数K(HAc)= X2/( C0-X)在一定温度下，用酸度计测定仪系列已知浓度的醋酸溶液的PH，根据PH=-lg（CH+），求出CH+,即X。将X的不同值代入上式，可求出一系列K (HAc)，求其平均值，即为该温度下醋酸的离解常数。实验六 化学反应速率和化学平衡6.1 实验目的1.掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。2.掌握浓度、温度对化学平衡移动的影响。3.练习在水浴中进行恒温操作。4.学习根据实验数据作图。6.2实验原理化学反应速率是以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的。化学反应速率首先与化学反应的本性有关，还受

10、到度、温度、催化剂等的外界条件的影响。碘酸钾和亚硫酸氢钠在水溶液中发生如下反应：2KIO3 + 5NaHSO3Na2SO4 + 3NaHSO4 + K2SO4 + I2 + H2O反应中的碘遇淀粉变蓝。如果在反应物中预先加入淀粉作指示剂，则淀粉变蓝所需的时间t可以用来表示反应速率的大小。将不同浓度的碘酸钾与1/t作图，可得到一条直线。升高温度，反应速率增大。多数催化剂可以加快反应速率。在可逆反应中，当外界条件改变时，根据原理，化学平衡向着减弱这个改变的方向移动。6.3 仪器和药品仪器：秒表，温度计（100），量筒（100ml、10ml各两只），烧杯（100ml 6只，400ml 2只）NO2平

11、衡仪，恒温水浴槽药品：固体 MnO2, KBr酸 H2SO4(3mol/L) , H2C2O4(0.05mol/L)盐 KIO3(0.05mol/L) , NaHSO3(0.05mol/L , 带有淀粉) ；KMnO4(0.01mol/L), MnSO4(0.1mol/L) ; FeCl3(0.1mol/L) , NH4SCN(0.1mol/L) ; CuSO4(1mol/L), KBr(2mol/L)其他 H2O2(3%) ,碎冰6.4 实验内容6.4.1 浓度对反应速率的影响 用量筒准确量取10ml 0.05 mol/L NaHSO3溶液和35ml 蒸馏水，倒入100ml小烧杯中，搅拌均匀

12、。 用一只量筒准确量取5ml 0.05 mol/L KIO3溶液，将量筒中的KIO3溶液迅速倒入盛有NaHSO3溶液的烧杯中，立刻按表计时，并搅拌溶液，记录溶液变为蓝色的时间，并填入下表。 用同样方法依次按下表编号进行实验。数据记录：室温 实验编号NaHSO3体积/mlH2O体积/mlKIO3体积/ml溶液变蓝时间1/t1/t（s-1）C(KIO3)/(mol/L)1103552103010310251541020205101525根据上列实验数据，以C(KIO3)为横坐标，1/t为纵坐标绘制曲线。6.4.2 温度对反应速率的影响在一只100ml的小烧杯中，混合10ml NaHSO3溶液和35

13、ml 蒸馏水，在试管中加入5ml KIO3溶液,将小烧杯和试管同时放在恒温水浴中将温度调至高于室温10，恒温3min，将KIO3溶液倒入NaHSO3溶液中，立即计时，并搅拌溶液，记录溶液变为蓝色的时间，并填入下表格中。实验编号NaHSO3体积/mlH2O体积/mlKIO3体积/ml溶液变蓝时间1/t实验温度/12结论：升高温度，加快反应速率。6.4.3 催化剂对反应速率的影响1.均相催化 3d, 0.01mol/L KMnO41ml,3 mol/L H2SO410d, 0.1mol/L MnSO43ml, 0.05mol/L H2C2O43d,0.01mol/KMnO41ml,3 mol/L

14、H2SO410d, 蒸馏水3ml, 0.05mol/L H2C2O4答：第一支试管颜色褪去快，因为Mn2+为催化剂，加快反应的进行。2.多相催化在试管中加入3%H2O2溶液 1ml，观察是否有气泡产生，然后向试管中加入少量MnO2粉末，观察是否有气泡产生，并检验是否为氧气。答：刚开始无气泡产生，加了MnO2后有大量气泡产生，有带火星的木条放在试管口，看到复燃现象，说明产生的气体是氧气。6.4.4 浓度对反应速率的影响1. 在小烧杯中加入10ml蒸馏水，然后加入0.1mol/L FeCl3及0.1mol/L NH4SCN溶液2滴，得到浅红色溶液，即发生如下反应：Fe3+ + nSCN- Fe(S

15、CN)n3-n n=16将所得溶液等分于两支试管中，在第一试管中逐滴加入0.1mol/L FeCl3溶液，观察颜色的变化，并将其与第二支试管中的颜色比较。说明浓度对化学平衡的影响。答：第一支试管溶液颜色变深，说明增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动。2.在三支试管中分别加入 1mol/L CuSO4溶液10滴、5滴、5滴，在第二、三支试管中各加入2mol/L KBr溶液各5滴，在第三支试管中再加入少量固体KBr，比较三支试管中溶液的颜色，并解释之。答：溶液颜色依次为蓝色（不变），黄色，黄色变深。原因：Cu(H2O)42+ + 4Br- CuBr42- + 4H2O CuBr42-为黄色，加入K

16、Br固体，反应物浓度增大，平衡向正方向移动，所以黄色加深。6.4.5 温度对反应速率的影响1.在试管中加入1mol/L CuSO4溶液1ml和2mol/L KBr溶液1ml，混合均匀，分装在三支试管中，将第一支试管加热近沸，第二支试管放入冰水槽中，第三支试管保持室温，比较三支试管中溶液的颜色，并解释之。答：Cu(H2O)42+ 4Br- CuBr42- + 4H2O CuBr42-为黄色，该反应为吸热反应，升温，平衡向右移动，所以黄色颜色加深；放入冰水中，是降低温度，平衡向左移动，所以黄色变浅；第三支试管中的溶液颜色不变。2.取一只带有两个玻璃球的平衡仪，其中有NO2和 N2O4处于平衡状态，它们之间的平衡关系为：2NO2 （g） N2O4 (g) H=-54.43kJ/mol答：该反应为放热反应，升温，平衡向左边移动，所以左球颜色深；降温，平衡向右移动，所以右球颜色深。6.5 实验前应思考的问题1.影响化学反应速率的因素有哪些？在本实验