试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CH3COOH即HAc,在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡:HAc(二q)H2OH3O(:q)Ac(：q)或简写为其解离常数为HAc(二q).H(aq)Ac_(aq)Ka(HAc)='ceq(H)c<ceq(Ac-)c±',ceq(HAc)"(2.1)如果HAc的起始溶度为co,其解离度为口，由于ceq（H*）=ceq（Ac=c0a,代入式（2.1）

2、得：(2.2)Ka(HAc)=(c0：)2.(c0-c0：)L=c0：2.(1一二成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a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a和Ka,本实验采用的方法是用电导率测定HAc的a和&。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.=kAl(2.3)式中，k为电导率（电阻率的倒数），表示长度l为1m、截面积A为1m2导体的电导；单位为Sm-10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

3、摩尔电导儿m。它表示在相距1cm的两平行电极问，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c（moldm）,于是溶液的摩尔电导为(2.4)m=kV=104k.c*，m的单位为Sm2mol。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a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0（=100%。从而可知，一定温度下，某浓度C的摩尔电导元与无限稀释时的摩尔电导口,之比，即为该弱电，oO解质的解离度：a=九m/九ms（2.5）不同温度时，HAc的九m值中表2.1所示。表2.1不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导Zm,温度T/K

4、273291298303-Lc2,3九m,笛/(Smmol)0.02450.03490.03910.0428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(2.6)（2.5）即可求得所对应的解离度a。若将式（2.5）代入式（2.2）,可得:K3-C01m/Lm,：:(m,：:-m)P根据式（2.6）,可求得HAc的解离常数K值三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（100cm3,5只）锥形瓶（250cm3,2只）铁架移液管（25cm3,3支）吸气橡皮球滴定管（玻璃塞式；简易式）滴定管火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

5、导率仪（附柏黑电导电极）2、药品醋酸HAc（0.1moldm4）标准氢氧化钠NaOH（0.1moldm-3,4位有效数字）邻苯二甲酸氢钾KHC6H4（COO）2（0.05moldm）酚（1%）四、仪器使用方法（见化学实验的精密仪器一一电导率仪）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2份25.00cm30.1moldm3HAc溶液，分别注入2只锥形瓶中，各加2滴酚酥溶液。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

6、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(有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用)量取25.00cn?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，使用铝黑电导电极，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xSm2mol4-(295-291)K住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

7、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总笛1x=.0024Smmol2.42.1儿ne=(0.0349+x)Smmol=0.0373Smmol注汽再按式(2.4)计算不同超始浓度时的摩尔电导%(即可由式(2.5)求得各浓度时HAc的解离度0。根据式(2.2)或式(2.6)的计算，取平均值，可得HAc的解离常数Ka0六、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表一实验编号In滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH).,cm3滴定前NaOH液向的位直VNaOH);cm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

8、)/cm3标准NaOH溶液的浓度c(NaOH)/(moldm工)滴定中取用HAc溶液的体积V(HAc)；cm3HAc溶液的浓度c(HAc)/(moldm二)=c(NaOH)Vav(NaOH)/V(HAc)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¥0-3Sm-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九m,0c值。例如，室温为295K时,HAc无限稀释时的摩尔电导灯十为m,(0.03910.0349)Sm2mol(298291)K（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HAc溶液的起始浓度c0（HAc）/（

9、moldm力电导率k/（Sm/）摩尔电导2%m/(Smmol)离解度aca2,(1t)或c0hm/h(九一九m)fm8moCIc0/2nc0/4mc0/8wc0/16Vc0/32实验时室温T/K无限稀释时的摩尔电导九m,oq/（Sm2mol,）K0（七、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（电导率仪）。八、附录：测定醋酸解离度和解离常数的另外两个方法方法一：pH法测定HAc的«和Ka（一）原理在一定温度下，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

10、pH=lg0H+）/c0b（HC。根据ceq（H+=Co。），即可求得一系列对应的HAc的解离度和5二2/（1-0（）值。这一系列coc（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Kao（二）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，并从滴定管中分别放出48.00cm?、24.00cm?、12.00cm?、6.00cm?、3.00cm?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

11、，往后面4只烧杯中分别加入24.00cm3、36.00cm3、42.00cm3、45.00cm3去离子水，使各烧杯中的溶液总体积均为48.00cm3，混合均匀。按上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a值及5豆2/(1-汽)值。取所得/口2八1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/、同浓度HAc溶液的配制HAc溶液起如浓度Co(HA()/(moldm')pH

12、c(H(moldm3)aCa2/(1-a)V(HAc)/cm3V(H2O),cm3I48.000.00n24.0024.00m12.0036.00w6.0042.00V3.0045.00实验室温T/K=醋酸的解离常数Ka=方法二：缓冲溶液法测定HAc的a和Ka(一)原理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pKlgK：.(2)因而如果将HAc溶液分为体积相等的两部分，其中一部分溶液用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。(二)方法1、等浓度的醋酸和醋酸钠缓冲溶液的配制用称液管量取25.00cm30.1moldm-3HAc溶液置于锥形瓶中，加入2滴酚猷溶液，用0.1moldm-3NaOH溶液滴定至终点。另用移液管量取25,00cm30.1moldm-3HAc溶液与上述