基础化学实验-3醋酸电离度的测定2015

实验三

醋酸解离度与解离常数的测定

柳蔚、周志勇实验目的测定弱酸解离度和解离常数。掌握酸度计的原理并练习使用酸度计。练习容量瓶的使用方法。实验原理酸碱平衡是溶液平衡的主要内容，是研究、处理溶液中各类平衡的基础。酸碱强度与酸碱及溶剂的性质有关，通常指水溶液中的强度。水溶液中酸碱强度取决于其给予或获得质子的能力，以解离常数Ka或Kb大小衡量，Ka越大酸越强，反之亦然。醋酸（HAc）是一元弱酸，一定温度下，在水溶液中存在下列电离平衡：

HAc+H2O↔H3O++Ac-

Ka=[H3O+][Ac-]/[HAc][H3O+]=[Ac-]

若电离前浓度为c，醋酸解离度为α：[HAc]=c×(1-α)即：α=(c-[HAc])/c=[H3O+]/cKa=[H3O+][Ac-]/[HAc]=[H3O+]2/[c×(1-α)]

当α<5%时

Ka=[H3O+]2/c由pH=-lg[H3O+]可知，只要测定已知浓度的HAc溶液的pH值，就可以计算出电离度α和电离常数Ka

。弱电解质离解平衡常数测定方法很多,如电位法、分光光度法、毛细管电泳法、电导法等。酸度计也称pH计，是用电位法测定溶液pH的仪器，主要由参比电极（甘汞电极），指示电极（玻璃电极）和精密电位计组成的。酸度计基本原理（电位测定法)酸度计包括两个电池电极：参比电极、工作电极参比电极——饱和甘汞电极（SCE），由汞、甘汞糊、饱和KCl溶液构成。测量比较的基准，其绝对值无法测量，以氢标准电极（规定为0v）为基础，25ºC时电极电位为0.2416v。工作电位——玻璃电极，由Ag-AgCl电极，盐酸和特制的球型玻璃膜构成。工作部位为超薄玻璃泡（厚0.2mm），由特殊玻璃材料制作，仅对H+有响应。酸度计电池电极：玻璃电极︱待测pH溶液‖SCE(+)玻璃电极电极电位与溶液pH值关系如下：

φG=φGº-(2.303RT/F)×pH将玻璃电极和饱和甘汞电极插入溶液组成原电池，电池的电动势：E=φSCE-φG=φSCE-φGº+(2.303RT/F)×pHpHx=[(Ex-Es)×F]/(2.303RT)+pHsSartorius（PB-21）PH计准备：电极到仪表的BNC插头，连接温度传感器到ATC，用变压器把仪表连到电源。按pH/mv键设置pH模式。校准：按Setup键，显示屏显示Clearbuffer,按Enter键确认，清除以前的校准数据。按Setup键，直至显示屏显示缓冲液组1.68，4.01，6.86，9.18，12.46或者您所要的其它缓冲液组，按Enter键确认。用蒸馏水或脱离子水清洗电极，滤纸吸干后浸入第一种缓冲液6.86，等到数值达到稳定并出现S时，按Standardize键，仪器将自动校准（如校准时间较长按Enter键手动校准）。数值作为第一校准点被存储，显示6.86.用蒸馏水或脱离子水清洗电极，滤纸吸干后浸入第二种缓冲液4.01，等到数值达到稳定并出现S时，按Standardize键，仪器将自动校准（如校准时间较长按Enter键手动校准）。数值作为第二校准点被储存，显示4.01，6.86和信息%Slope××GoodElectrode.××显示测量的电极斜率值，如该测量值在90-105%范围内，可接受。如果与理论值有更大偏差，将显示错误信息（Err），电极应清洗，并按上述步骤重新校准。测量：

用蒸馏水或脱离子水清洗电极，滤纸吸干后将电极浸入待测溶液。等到数值达到稳定并出现S时，即可读取测量值。保养：

测量完成后，电极用蒸馏水或脱离子水清洗后，浸入3MKCl溶液中保存。测量完成后，不用拔下变压器，应待机或关闭总电源，以保护仪器。实验步骤1.醋酸溶液浓度的标定

酸式滴定管中精确放出10mL待标定的HAc溶液于锥形瓶中，加入2-3滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至刚出现微红色摇动后约半分钟不褪色为止，记下用去NaOH溶液的体积。平行滴定3次，并计算HAc溶液的浓度。2.

配制不同浓度的醋酸溶液酸式滴定管中精确放出2.50、5.00、25.00mL已标定的HAc溶液置于1-3号容量瓶中，蒸馏水定容至50mL，摇匀，并计算浓度值。加上已标定的HAc溶液共有4种不同浓度的溶液。

3.

测定HAc溶液的pH值将上述4种浓度的HAc溶液分别置于4只干燥的100mL烧杯中，按由稀到浓的次序在酸度计上分别测定它们的pH值，记录数据和温度，并计算电离度和电离常数。实验结果滴定序号ⅠⅡⅢNaOH标准溶液浓度（mol·L-1）0.193HAc溶液取量（mL）NaOH溶液用量（mL）HAc溶液浓度（mol·L-1）HAc溶液的平均浓度=？编号

HAc溶液体积(mL)定容体积(mL)HAc溶液浓度(mol·L-1)pH

[H3O+](mol·L-1)α(%)Ka(×10-5)12.5050.0025.0050.00325.0050.004已标定的HAc溶液1.滴定管使用完毕应倒出