甲基红的酸离解平衡常数的测定

1、甲基红的酸离解平衡常数的测定第1页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四二、基本原理 甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）的分子式为：是一种弱酸型的染料指示剂。具有酸（HMR）和碱（MR-）两种形式，它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。在酸性溶液中它以两种离子形式存在：第2页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四二、基本原理第3页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四二、基本原理简单地写成：其离解平衡常数：第4页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四二、基本原理 由于HMR和MR-两者在可见光谱范围

2、内具有强的吸收峰，溶液离子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单 缓冲体系中就很容易使颜色在pH= 46范围内改变， 因此比值MR-/HMR可用分光光度法测定而求得。 对一化学反应平衡体系， 分光光度计测得的光密度包括各物质的贡献。 根据朗伯-比尔定律 ， 当c单位为 ， 的单位为cm时， a为摩尔吸光系数。 由此可推知甲基红溶液总的光密度为： 第5页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四二、基本原理 分别为在HMR和MR-的最大吸收波长处所测得的总的光密度。 和 分别为在波长 和 下的摩尔吸光系数。各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得。例如，首先配制pH2

3、的具有各种浓度的甲基红酸性溶液，将在波长 分别测定各溶液的光密度对浓度作图，得到一条直线，由直线斜率可求得 值，其余摩尔吸光系数求法类同，从而求出 MR- 与HMR的相对量，再测得溶液pH值最后按（2）式求出pK值。第6页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四三、仪器和试剂TU-1810DASPC分光光度计一台（北京普析通用仪器责任有限公司）；PB-10 pH计一台（德国Sartorius）； 100ml容量瓶7个；移液管；烧杯；量筒。0100C温度计一支。1、甲基红贮备液 0.5g晶体甲基红溶于450ml95%的乙醇中, 用蒸馏水稀 释至500ml。2、标准甲基红溶液 取4

4、ml贮备液加25ml95%的乙醇稀释至100ml。3、pH为4.003和6.864的标准缓冲溶液。第7页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四三、仪器和试剂4、第8页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四四、实验步骤1、TU-1810DASPC分光光度计使用前应熟悉有关部分的操作。2、选择比色皿。3、测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-）的最大吸收波长。 第一份溶液（A）：取10.00ml标准甲基红溶液，加10ml0.1 HCl，在容量瓶中用蒸馏水稀释至100ml。此时溶液的pH值大约为2，把甲基红看成完全以HMR式存在。 第二份溶液（B）： 取10.00

5、ml标准甲基红溶液和25ml0.04 溶液稀释至100ml, 此溶液的pH值大约为8, 把甲基红看成完全以MR-式存在，取部分A液和B液分别放在第9页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四四、实验步骤 2个1cm比色槽内，在350-600nm之间扫描它们相对于 水的光密度，找出最大吸收波长 和 。4、检验HMR和MR-是否符合比耳定律并测定它们在 和 下的摩尔吸光系数（注意选择比色皿厚度）。 取部分A 液和B液，分别各用0.01 HCl和0.01 的 稀释至它们原来的0.25，0.50， 0.75 倍及原溶液，制成一系列待测液 (若待测液的体积均为30ml，应先计算各试剂的用

6、量）。在波长 和 下测定 第10页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四四、实验步骤 这些溶液相对于水的光密度。由光密度对浓度作图 并计算在 下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-） 的 及在 下的 。 5、求不同pH值下HMR和MR-的相对量 在四个100ml的容量瓶中分别加入10.00ml标准 甲基红溶液和25ml0.04 溶液，并分 别加入50ml，25ml，10ml，5ml之0.02 的 然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测 液, 测定在 和 下各溶液的光密度 。用pH 计测得各溶液的pH值（详见仪器说明书）。 第11页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，

7、星期四四、实验步骤 由于在 和 下所测得的光密度是HMR和MR-光密度的总和，所以溶液中HMR和MR-的相对量可由（3） 和（4）方程组求得。将此公式代入（2）式，即可计算得出甲基红的酸离解平衡常数。第12页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四五、数据记录和处理实验温度：酸式最大吸收波长：碱式最大吸收波长：采用的酸式吸收波长：采用的碱式吸收波长：第13页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四五、数据记录和处理 表1、不同浓度甲基红溶液的光密度 第14页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四五、数据记录和处理 表2、待测液光密度及pH数据第15页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四五、数据记录和处理 表3、数据处理结果 计算公式：第16页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四六、思考讨论题1、在本实验中，温度对测定结果有何影响？采取哪些措施 可以减少由此引起的实验误差？ 2、甲基红酸式吸收曲线和碱式吸收曲线的交点称之为“等色点”，讨论在等色点处光密度和甲基红浓度的关系。3、为什么要用相对浓度？ 为什么可以用相对浓度？4、在光密度测定中，应该怎样选用比色皿？第17页，共18页，2022年，5月20日，17点22分，星期四七、进一步工作的建议 对