谷氨酸分子量及离解常数测定

实验六谷氨酸分子量及离解常数测定实验目的和要求：掌握酸度计的基本结构及操作；掌握玻璃电极的基本结构、保存和使用；掌握标准缓冲溶液在测定溶液酸度上的应用；掌握电位滴定曲线的绘制及滴定终点的确定方法;掌握电位滴定在测定物质物理常数上的应用。实验原理：玻璃电极属于以玻璃薄膜作为敏感膜的一类离子选择电极,可对溶液中的氢离子产生选择性响应，其电极电位与被测氢离子浓度之间符合能斯特关系，可应用于氢离子浓度和溶液酸度值的测定。本实验采用玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极与被测溶液组成电池，利用酸度计测定溶液的酸度值，电池组成如下：AglAgClQ内参比溶液I玻璃膜丨待测溶液（C）IIKCl（饱和）HgClIHg V ‘ X 2——2 /玻璃电璃 饱和甘汞电极在构成的电池中，饱和甘汞电极的电极电位保持不变，玻璃电极的电位（电池电动势）仅随着待测溶液中的浓度变化而变化，可表示如下:E=KE=K+2303RTig[H+]=K-2303RTpHnFnF谷氨酸是分子内含有两个羧基的二元酸，其分子是为CHON，分子量为147.3，其5 9 4第二解离常数很小，采用一般滴定分析方法不容易观察到滴定跳跃。在谷氨酸与NaOH溶液的滴定过程中，随着NaOH的不断加入，溶液中的H+浓度不断变化，由此引起溶液浓度的酸度值（电池的电动势）也不断变化，达到滴定化学计量点附近时将产生H+浓度的突跃，从而可以根据溶液的酸度值变化确定化学计量点（V二2V），并根据反映摩尔比求出谷氨酸分子量。终点2 终点1HA二HA一HA二HA一+H+2Ka1[H+][HA-]

[HA]2二6.31x10-5[H+][A2-]HA-=A2-+H+ K二 二2.57x10-10a2 [HA-]从中可以看出，当地定进行到化学计量点的一半（即0・5V ）时，溶液中终点[HA]=[HA-]，代入①，则K=[H+]，既pK=pH，因此只要确定出滴定终点，并2 a1 a1在滴定曲线上找出0.5V所对应的pH值，就可以求出谷氨酸的第一级离解常数；同理，终占在滴定曲线上找出1・5V：:所对应的pH值，就可以求出谷氨酸的第二级解离常数；而根据终占谷氨酸与NaOH滴定之第'一化学计量点时的反应摩尔比，可算出谷氨酸的分子量。实验仪器与试剂：pHS-3CW型酸度计NaOH标准溶液（0.1000mol/L）谷氨酸标准溶液、玻璃电极饱和甘汞电极各一只（或pH复合电极一只）系列标准缓冲液磁力搅拌器一台25ml移液管一只100ml玻璃烧杯1只实验步骤：滴定前准备按照仪器要求，安装pHS-3CW型酸度计，分别接上玻璃电极、饱和甘汞电极各（或pH复合电极一只）。将酸度计调节与测定“pH”位，按照仪器操作程序分别用系列标准溶液完成仪器各项调节。滴定过程中pH测定取一个洁净干燥100ml玻璃烧杯，用移液管准确移25.00ml谷氨酸标准溶液。将烧杯置于磁力搅拌器上，开动搅拌器，插入pH复合电极，按照下表滴加NaOH标准溶液，按下pHS-2型酸度计读数按钮，读取不同滴定体积是所对应的pH值。NaOH标准溶液体积0.00ml0.50ml1.00ml1.50ml2.00ml2.50ml3.00mlPH3.333.423.533.623.723.823.89NaOH标准溶液体积3.50ml4.00ml4.50ml5.00ml5.50ml6.00ml6.50mlPH3.964.034.114.184.264.334.41NaOH标准溶液体积7.00ml7.50ml8.00ml8.50ml9.00ml9.50ml10.00mlPH4.494.574.664.754.885.015.19NaOH标准溶液体积10.50ml11.00ml11.50ml12.00ml12.50ml13.00ml13.50mlPH5.476.138.198.648.899.059.18NaOH标准溶液体积14.00ml14.50ml15.00ml15.50ml16.00ml16.50ml17.00mlPH9.289.389.469.549.629.689.75NaOH标准溶液体积17.50ml18.00ml18.50ml19.00ml19.50ml20.00ml20.50mlPH9.829.889.9510.0310.1010.1710.25NaOH标准溶液体积21.00ml21.50ml22.00ml22.50ml23.00ml23.50ml24.00mlPH10.3410.4410.5510.6810.8311.0011.18NaOH标准溶液体积24.50ml25.00ml25.50ml26.00ml26.50ml27.00ml27.50mlPH11.3311.4611.5611.6411.7111.7711.82

实验数据处理:滴定曲线绘制在坐标纸上以测定的pH值为纵坐标，滴加的NaOH标准溶液体积为横坐标制图，绘制滴定曲线。滴定曲线图H13p1211109876543210iiTi-rr1-rriiTinrrITTrTTTirrTnnnrrri~rrrninnrrr■m-rmnrrm-irttir■m-rmnrrm-ijj4_;_畀詔亠；■畀g畀亠'Tb-rrriThiiTi-rr1-rriiTinrrITTrTTTirrTnnnrrri~rrrninnrrr■m-rmnrrm-irttir■m-rmnrrm-ijj4_;_畀詔亠；■畀g畀亠'Tb-rrriThTT"rrNaOH体积（ml）采用作图法求出滴定终点在绘制的滴定曲线上，通过滴定曲线是上、下两个拐点处画出两条为45角的切线，在两切线之间做一条垂线，再通过垂线的中点做一条与两切线平行的直线，该直线与滴定曲线的交点即为A点，A点在横坐标上对应的NaOH标准溶液的体积就是滴定终点，如图所示:

3•谷氨酸的分子量计算根据作图法得到的滴定终点体积值、NaOH标准溶液的浓度、谷氨酸的浓度和体积,采用下式计算谷氨酸分子量：谷氨氨酸分子=W(g/L)谷氨氨酸分子=谷氨氨CxVNaOH终点6.9536mg/mlx25.00ml_［站口0.1molmol/Lx11.50ml4.结果比较将作图和计算得到的实验结果填入下表中，比较试验结果并进行分析:第一化学计量点（V ）终占11.50ml第一化学计量点（V _2V ）终占2 终占123.00ml0.5V终占5.75ml1.5V'终占17.25ml谷氨酸分子量计算值151.17谷氨酸分子量理论值=147.13谷氨酸PHal4.25谷氨酸pH=4.20al谷氨酸PHa29.68谷氨酸PH=9.59a2实验注意事项：1.玻璃电极很脆弱，操作过程中注意不要打破。注意检查甘汞电极的内参比溶液情况，不要让其干涸。pH复合电极在测定完成后，应及时清洗并置于饱和3mol/LKCL溶液中保存。调节酸度计的系列标准缓冲溶液可反复使用，请不要随意倒掉。讨论与思考1.滴定开始之前，用系列标准缓冲溶液调节仪器的目的是什么？答：因为测定的一