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醋酸解離度和解離常數(shù)的測定

更新時間:2017-12-12點(diǎn)擊次數(shù):13680

實驗?zāi)康?/span> 

1. 了解用pH計測定醋酸解離常數(shù)的原理和方法。 

2. 學(xué)會酸式滴定管及pHS-25pH計的正確使用。 

實驗原理 

配制一系列已知濃度的醋酸溶液,在一定的溫度下,用pH計測定它們的pH值,根據(jù)pH= -lg[C(H+)/C0],計算C(H+),代入平衡常數(shù)關(guān)系式,可求得一系列( HAc)值,其平均值即為該溫度下的解離常數(shù)。 

儀器、藥品及材料 

儀器:pHS-25pH計,復(fù)合電極,燒杯(50mL,4個),酸式滴定管(50mL,2支) 

藥品:HAc(0.1000mol·L-1

材料:碎濾紙、標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 

 

實驗內(nèi)容及步驟 

1. 配制系列已知濃度的醋酸溶液 

5只干燥的50 mL燒杯,編號后,按表5-1用量,用酸式滴定管量取已知濃度的醋酸溶液(由實驗室提供),配制不同濃度的醋酸溶液。 

2. 醋酸溶液pH值的測定 

pHS-25pH計,按醋酸濃度由稀到濃的次序測定1~5HAc溶液的pH值,記錄在表5-1中。 

3. 數(shù)據(jù)處理  計算表5-1中各項的值,計算出實驗室溫度時,HAc的解離常數(shù),求算相對誤差并分析產(chǎn)生的原因。 

5-1  實驗數(shù)據(jù)處理表 

 

實驗結(jié)果:實驗溫度時,醋酸的平衡常數(shù)為: 

測定時溶液的溫度                 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度:        mol·L-1

燒杯編號 

 

  

/mL 

 

 

/mL 

配制HAc溶液的濃度/ mol·L-1

測得的pH 

C(H+) 

/ mol·L-1

 

 

 

( HAc) 

3.00 

45.00

 

 

 

 

 

6.00 

42.00

 

 

 

 

 

12.00 

36.00

 

 

 

 

 

24.00 

24.00

 

 

 

 

 

48.00 

0.00 

 

 

 

 

 

 

(HAc) =

1 +

+

3 +

4 +

5÷5 

 

誤差分析:求算相對誤差,并分析誤差產(chǎn)生的原因。 

(文獻(xiàn)值:25 

(HAc) =1.75×10-5 

 

預(yù)習(xí)要求: 按表5-2HAcH2O的體積,溶液的溫度:25,HAc溶液的濃度:0.1000mol·L-1,

(HAc) = 1.75×10-5,計算各溶液的pH值。 

 

5-2  預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)表 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

思考題  

1. 不同濃度的HAc溶液的解離度α是否相同,為什么? 

2. 測定不同濃度HAc溶液的pH值時,為什么按由稀到濃的順序? 

3. HAc溶液濃度很稀,能否應(yīng)用下列近似公式: 

 

( HAc) ≈ C2(H+)/C(HAc)    求解離常數(shù)?為什么? 

 

相關(guān)鏈接醋酸解離度和解離常數(shù)的測定的其他方法 

 1)緩沖溶液法 

根據(jù)緩沖溶液的計算公式:pH = pK- lgC(HAc)/C(Ac-) 

C(HAc) = C(Ac-),則上式簡化為pH = pKa   

由于 pKa = - lg Ka   因而,如果將HAc溶液分為體積相等的兩部分,其中一部分用NaOH溶液滴定至終點(diǎn)(此時HAc幾乎*轉(zhuǎn)化為Ac-),再與另一部分HAc溶液混合,即形成緩沖溶液,測定該混合溶液的pH值,即可得到HAc溶液的解離常數(shù)Ka。測定時無需知道HAc溶液和NaOH溶液的濃度。 

2)電導(dǎo)率法 

    電解質(zhì)溶液是離子電導(dǎo)體,在一定溫度時,電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)(電阻的倒數(shù))λ為:  

                      λ = κA/l                            

式中κ為電導(dǎo)率(電阻的倒數(shù)),表示長度l1m、截面積A1m2 導(dǎo)體的電導(dǎo);單位為S·m-1。電導(dǎo)的單位為S [西(門子)] 

在一定溫度下,電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)λ與溶質(zhì)的性質(zhì)及其濃度c有關(guān)。為了便于比較不同溶質(zhì)的溶液的電導(dǎo),常采用摩爾電導(dǎo)λm。它表示在相距1的兩平行電極間,放置含有1單位物質(zhì)的量電解質(zhì)的電導(dǎo),其數(shù)值等于電導(dǎo)率κ乘以此溶液的全部體積。若溶液的濃度為cmol·L-1,則含有1單位物質(zhì)的量電解質(zhì)的溶液體積V=10-3/cm3·mol-1),于是溶液的摩爾電導(dǎo)為 

λm=κV=10-3κ/c 

λm的單位為S·m2·mol-1 

   根據(jù)稀釋定律,若電解質(zhì)溶液的濃度c越小,若電解質(zhì)的解離度α越大,無限稀釋時,若電解質(zhì)也可看作是*解離的,即此時的α =。從而可知,一定溫度下,某濃度c的摩爾電導(dǎo)λm與無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)λm,之比,即為該若電解質(zhì)的解離度: 

α =λmm,∞ 

不同溫度時,HAcλm值如表5.3所示。 

 

5.3  不同溫度下HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)λm

溫度T/K 

273 

291 

298 

303 

λm,S·m2·mol-1

0.0245 

0.0349 

0.0391 

0.0428 

 

 

 

籍電導(dǎo)率儀測定一系列已知起始濃度的HAc溶液的κ值,根據(jù)上面的公式,即可求得所對應(yīng)的解離度α ,也可得: 

Ka = C0λm2/{λm,λm,m} 

根據(jù)上式,可求得HAc的解離常數(shù)Ka 。 

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