浓度对盐类水解的影响

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，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：TI—83Plus图形计算器及CBL系统、pH传感器、电磁搅拌器、200mL烧杯、lOOmL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l．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TI—83Plus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TI—83Plus图形计算器、CBL系统，按APPSl，选择“CHEMBIO”程序,按ENTER。（见图1、2）1：Finance^..2：CBLzCBRSflChemBio1：Finance^..2：CBLzCBRSflChemBio图13456?AEATUETRARU-CGDUEECILwwRTLEETTI--III----cyFRQ图2在“MAINMENU”菜单中选择“1：SETUPPROBES”；输入传感器数量“1”,按ENTER。（见图3）在“SELECTPROBE”菜单中选择“2：pH”。（见图4）諏謳呼那OFal图367EHROOOOTPPCUCMEESSURE_ORIMETER_TAGE■OJUTIVITY?EPROBES图46•输入通道序号“1”；在“CALIBRATION”菜单中选择“諏謳呼那OFal图367EHROOOOTPPCUCMEESSURE_ORIMETER_TAGE■OJUTIVITY?EPROBES图46•输入通道序号“1”；在“CALIBRATION”菜单中选择“2：PERFORMNEW”。预热30秒后，按ENTER。（见图5、6）INEAASUHUACLOWESTLABLE忖EL£・霍誠翘EItr?图5图67•将装有pH值为6.865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°C。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78）CALIBRATIONFT・1MONITORVOLTAGEONCBL・CALIBRATIONFT・1MONITORVOLTAGEONCBL・WHENSTABLEPUSH[TRIGGER]・ENTERREFERENCE：图7CALIBRATIONFT・1MONITORVOLTAGEONCBL・WHENSTABLEPUSH[TRIGGER]・ENTERREFERENCE：6.3651图88•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°C。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）CflLIBRflTIONPT.2MONITORVOLTAGEONCBL・WHENSTABLEPUSH[TRIGGER]・CflLIBRflTIONPT.2MONITORVOLTAGEONCBL・WHENSTABLEPUSH[TRIGGER]・ENTERREFERENCE：图9CflLIBRflTIONPT.2MONITORVOLTAGEONUBL・WHENSTABLEPUSH[TRIGGER]・ENTERREFERENCE：9.1301图1010.在“CALIBRATIONDONE”屏幕中显示了校正曲线的斜率（INTERCEPT）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：

MANUALENTRY”，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）CALIBRATIONDONE-INTERCEPT(K0?B)17.405SLOPE(K1?A)-4.468[ENTER]图[ENTER]图11三.pH值变化数据收集用量筒量取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。将干净的pH传感器浸入烧杯内溶液中。在“MAINMENU”菜单中选择“2：COLLECTDATA”。（见图12）在“COLLECTDATA”菜单中选择“3：TRIGGER/PROMPT”，预热30秒后,按ENTER。（见图13）6?AEATUETRARW-CGDUEECILwwRTLEETTI--III----CU-U-FRQ6?AEATUETRARW-CGDUEECILwwRTLEETTI--III----CU-U-FRQ2：TIMEGRAPHfflTRIGGERzPROMPT4Ttrigger5：SINGLEPOINT6：RETURN图12图135.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“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）MONITORUBL・PRESS[TRIGGER]ONCBLTOSTOREDATA・舅眾^LUE图146.在“DATACOLLECTION”菜单中选择“1：MOREDATA”。(见图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“DATACOLLECTION”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“MAINMENU”菜单中选择“3：VIEWGRAPH”，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）Fl/Fl/T=H.OEE图16按EnteR,在“mainmenu”菜单中选择“7：quit”。在主界面中输入End+［1Ox］、［Q、14、口、、2、（I、End+［10x］、l（-）LI2nd+［LIST］、口、口、Q、2nd+［LIST］、口、口、［2、100、StOI、End+［LIST］、CZI、EnterI。在L3数组中计算得到的就是各浓度乙酸钠溶液的水解度。（计算公式：pH=-lg［H+］、［OH-］10-14 ［OH-］ .. —10(-pH)一 朦；］X100%）（例：见图17、18、10(-pH)图17日.0砧日.拥B.H0H日苫垃B.E1EB.GBBH.7E.0091.0图17日.0砧日.拥B.H0H日苫垃B.E1EB.GBBH.7E.0091.0佃灵.00B1?.00B0?L3tn=.01135010Sl...图181LE.帖B.G1EB.GBBH.7E.0B日.日帖.09B.BE■1日.日麻图19in气-14)z(id^(-Le)+L1)+100->L5[NaAc]pH水解度（％）0.018.0550.1140.028.2600.09100.038.4040.08450.048.5220.08320.058.6150.08240.068.6880.08130.078.7500.08030.088.8030.07940.098.8500.07870.108.8930.07825．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