采用分光光度法测定弱电解质的电离常数实验报告

采用分光光度法测定弱电解质的电离常数实验报告一、 实验目的1、 了解一种测定弱电解质电离常数的方法。2、 掌握分光光度计的测试原理和使用方法。3、 进一步熟练掌握pH的原理和使用方法。二、 实验原理根据朗伯-比耳定律，溶液对单色光的吸收，遵守下列关系式：A=-\g—=lg-=kCI-■ ①式中，A为吸光度；I/I0为透光率T；k为摩尔吸光系数它是溶液的特性常数；C为溶液浓度；l为溶液的厚度。在分光光度分析中，将每一种单色光，分别依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度A对波长入作图，由图可以看出，对应于某一波长有一个最大的吸收峰用这一波长的入射光通过该溶液就有最佳的灵敏度。从①式可以看出，对于固定长度吸收槽，在对应的最大吸收峰的波长入）下测定不同浓度c的吸光度，就可以做出线性的A~C，就是光度法的定量分析的基础。以上讨论是对于单组份溶液的情况，对于含有两种以上组分的溶液，情况就要复杂一些。若两种被测定组分的吸收曲线彼此不相重合，这种情况就很简单，就等于分别测定两种单组分溶液。若两种被测定组分的吸收曲线相重合，且遵守贝尔-郎比定律，则可在两波长入1及入2时（入1、入2是两种组分单独存在时吸收曲线最大吸收峰波长）测定其总吸光度，然后换算成被测定物质的浓度。根据贝尔-郎比定律，假定吸收槽长度一定时，则对于单组份A：Aa=KaCaI 2对于单组份B：Ab=KbCbI粉严AA+B分别代表在及2时混合溶液的总吸光度，则

Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX XXX X1 1 1 1 1Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX2Aa+bAa+b一KaCaCb=1 21Kb11将5式代入4式:KbAa+b一KbAa+b XKaKb一Kb2 XKaKb一Kb2kAX2 X1 X2 X1本实验是用分光光度法测定弱电解质（甲基红）的电离常数，犹豫甲基红本身带有颜色，而且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析法或者其它物理方法进行测定都有困难，但用分光光度法可不必将其分离，且同时能测定两组分的浓度。甲基红在有机溶剂中形成下列平衡:甲基红的电离常数:Ca测定两组分的浓度。甲基红在有机溶剂中形成下列平衡:甲基红的电离常数:Ca。 …CBPK=PH一用枳-Ca由7式知，只要测定溶液中［B］与［A］的浓度及溶液的pH值，即可求得甲基红的电离常数。实验仪器及试剂仪器：722型分光光度计1台；pHs-3D型酸度计1台；容量瓶(100mL)7只；量筒(100mL)1只；烧杯100mL,4只)；移液管(10mL,刻度)2支；洗耳球1只试剂：酒精(95%，化学纯)；HCl(0.1mol/L)；HCl(0.01mol/L)；醋酸钠(0.04mol/L)；甲基红溶液四、实验内容1、 制备溶液甲基红溶液将1g甲基红加300mL95%的乙醇，用蒸馏水稀释至500mL容量瓶中。甲基红标准溶液取10mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。溶液A取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.1mol/L盐酸10mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。溶液B取10mL甲基红标准溶液，加入0.04mol/L醋酸钠25mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。溶液A的pH约为2，甲基红以酸式存在。溶液B的pH约为8，甲基红以碱式存在。将溶液A、B和空白液(蒸馏水)分别放入三个洁净的比色皿内，测定吸收光谱曲线。2、 吸收光谱曲线的测定用752分光光度计测定溶液A和溶液B的吸收光谱曲线并求出最大吸收峰的波长。波长从360nm开始，每隔20nm测定一次(每改变一次波长都有先用空白溶液校正)，直至620nm为止。由所得的吸光度A与入作A-入曲线，从而求得溶液A和溶液B的最大吸收峰波长入1和入2。求Kf、Kf、Kf、K?。将A溶液用0.01mol•L-1HCl稀释至开始浓度人1 A1人2 人2的0.75、0.50、0.25倍。B溶液用0.01mol・L-1NaAc稀释至开始浓度的0.75、0.50、0.25倍。并在溶液A、溶液B的最大吸收峰波长入1、入2处测定上述各溶液的吸光度。如果在入1、入2处上述溶液符合朗伯-比耳定律，则可得四条A-c直线，由此可求出Kf、KB、KA、KB。，1 ，1 人2 ”23、混合溶液的总吸光度及其pH的测定(1)配制四个混合液10mL标准溶液+25mL0.04mol-L-iNaAc+50mL0.02mol-L-iHAc，用蒸馏水稀释至100mL。10mL标准溶液+25mL0.04mol•L-1NaAc+25mL0.02mol•L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。10mL标准溶液+25mL0.04mol•L-1NaAc+10mL0.02mol•L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。10mL标准溶液+25mL0.04mol•L-1NaAc+5mL0.02mol•L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。条件允许，可用超级恒温水浴25°C恒温5min后在进行测量。用入1、入2的波长测定上述四个溶液的吸光度。测定上述四个溶液的pH值。五、实验内容数据处理与处理结果吸光度A一波长入表入溶液A的吸光度溶液B的吸光度3600.0320.2133800.0350.2954000.0370.3824200.0690.4074400.1550.3974600.3320.3254800.5610.2145000.7760.1025200.8850.0435400.7520.0245600.4310.0215800.1020.0186000.0150.014

6200.0030.012由图得，溶液A的最大吸收峰波长入1=520由图得，溶液A的最大吸收峰波长入1=520,溶液B的最大吸收峰波长入2=420。200400800T-溶液A的吸光度-■-溶液日的吸光度波长为入1时溶液A、B的吸光度表溶液A的浓度吸光度溶液B的浓度吸光度0.750.5120.750.0320.500.3160.500.0140.250.1820.250.006U.182波长为溶液A浓度与吸光度的关系0.6O.S0.316T-U.182波长为溶液A浓度与吸光度的关系0.6O.S0.316T-吸光度——线性（吸光度）Y三D一皿+ 0.512由图得，Ka=0.66。人1波长为Al溶液B浓度与吸光度的关系由图得，、=0.052。波长为入2时溶液A、B的吸光度表溶液A的浓度吸光度溶液B的吸光度吸光度0.750.1560.750.1830.500.1320.500.1310.250.1140.250.073由图得，K?=0.084九2

由图得，K?=0.22Ao混合溶液数据记录表组别吸光度入1入2C(A)C（B）pHpK10.3820.1740.5320.5944.784.73220.3860.2130.5240.7725.084.91230.2430.2470.2881.0185.474.92240.1450.3040.1141.3426.135.059组别1:KBAA+B—KBAA+B 0.052*0.174-0.22*0.382C(A)= %%= =0.532耿普-普耿0.084*0.052-0.22*0.66今+b-KfC(A) 0.382-0.66*0.532C(B)= ^1 = =0.5940.052、, 糜0.0520.594=4.78-1^——=4.7320.594=4.78-1^——=4.7320.532C(B)PK=PH-1m同理得，组别2:C(A)=0.524C(B)=0.772pK=4.912组别3:C(A)=0.288C(B)=1.342pK=4.922组别4：C（A）=0.114C（B）=1.342pK=5.059六、讨论1、为什么NaAc加入甲基红会变黄?甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：晞晞g一备②由平衡关系可以看出，增大溶液酸度，甲基红以HMR结构形式存在，溶液显红色；降低溶液的酸度，甲基红以MR-离子结构形式存在，溶液显黄色。NaAc溶液为弱碱性溶液，加入甲基红中，导致溶液酸度降低，但酸度降低较小，溶液颜色在红、黄之间，呈橙色。2、醋酸的电离常数的测定。1） 不同浓度的HAc溶液的配制用酸式滴定管分别取5.00mL，10.00mL，25.00mL