实验二醋酸解离度和解离常数的测定

实验二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(aq)+H2O(1^ H3O+(aq)+Ac-(aq)或简写为HAc(aq)、 '、H+(aq)+Ac-(aq)其解离常数为Ka(HAc)='q(Hf)c』eq(Ac］)cJceq(HAc)c以如果HAc的起始溶度为Co,其解离度为a，由于ceq(H+)=ceq(Ac-)=C°Q,代入式()得：K(HAc)=(c0a)2/(膈一c0a)c。=c0a2/(1—a)c0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Ka。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)X为人=kA"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S・m-1。电导的单位为S［西(门子)］。在一定温度下，电解质溶液的电导X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，常采用摩尔电导人w。它表示在相距1cm的两平行电极间，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(mol・dm-3)，于是溶液的摩尔电导为人=kV=10-3k/c人的单位为S-m2-mol-1。根据式，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a=100%。从而可知，一定温度下，某浓度c的摩尔电导孔与无限稀释时的摩尔电导^m之比，即为该弱电解质的解离度：a="m,8不同温度时，HAc的人m值中表所示。表不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导力，温度T/K273291—m—8 298303X /(S•m2.mol-i)藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的k值。根据式及式即可求得所对应的解离度a。若将式代入式，可得：K=c人2九（人一人）｝a0m•m,8m,8 m根据式，可求得HAc的解离常数Ka。三、仪器和药品1、 仪器常用仪器：烧杯（100cm3,3只） 锥形瓶（250cm3,2只）铁架台移液管（25cm3,3支） 吸耳球碱式滴定管洗瓶玻璃棒滤纸温度计（0〜100°C，公用）电导率仪（附伯黑电导电极）2、 药品醋酸HAc（0.1mol•dm-3）标准氢氧化钠NaOH・dm-3,4位有效数字）酚酞（1%）四、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标定用移液管量取2份溶液，分别注入2只锥形瓶中，各加2滴酚酞溶液。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溶液浓度的平均值。(二)醋酸溶液的电导率的测定用移液管量取HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取去离子水与上^Ac溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用伯黑电导电极，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，并弃去；再用另一支移液管加入去离子水［注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4~6次。记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k数据。根据表的数值，得到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导Mq注2］。再按式计算不同超始浓度时的摩尔电导M。即可由式求得各浓度时HA，的解离度a。根据式或式的计算，取平m均值，可得HAc的解离常数Ka。五、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表实验编号III滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH)/cm3滴定前NaOH液面的位置V］(NaOH)/cm3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)/cm3标准NaOH溶液的浓度c(NaOH)/(mol・dm-3)滴定中取用HAc溶液的体积V(HAc)/cm3［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x10-3S-m-io［注2］若室温不同于表中所列温度，可用内插法近似求得所需的\皿值。例如，室温为295K时，HAc无限稀释时的摩尔电导Mms为(0.0391—0.0349)S•m^mol-1(298—291)KxS・m2・mol-1 —(295-291)Kx=.0024S・m2•mol-1M=(0.0349+x)S・m2・mol-1=0.0373S•m2•mol-1

HAc溶液的浓度c(HAc)/(mol-dm-3)=c(NaOH)匕(NaOH)「V(HAc)(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c°(HAc)，(mol•dm-3)电导率k『(S・m-1)摩尔电导X/(S•m2•mol-1)离解度ac0a2;，(1-a)或cX2* (X -Xy0m| mm,8 m,8Ic/2II——0 c/4m——0 c/8——