實驗醋酸解離度和解離常數(shù)的測定

1、實驗、實驗?zāi)康拇姿峤怆x度和解離常數(shù)的測定1、了解電導(dǎo)率法測定醋酸解離度和解離常數(shù)的原理和方法；2、加深對弱電解質(zhì)解離平衡的理解；3、學(xué)習(xí)電導(dǎo)率儀的使用方法，進(jìn)一步學(xué)習(xí)滴定管、移液管的基本操作二、提要醋酸CH3C00H即HAc,在水中是弱電解質(zhì)，存在著下列解離平衡:HAc(：q) 出0(1) 出0 ( q) Ac q)或簡寫為其解離常數(shù)為HAc (: q) . H (aq) Ac _(aq)Ka(HAc)二ceq(H ) c*ceq(Ac) c* ceq (HAc)/c日(2.1)如果HAc的起始溶度為co,其解離度為:-，由于ceq(H ) =ceq(Ac-) =Coa,代 入式(2.1)得：

2、Ka(HAc)=(C0G)2/(C0“)。日= C0： 2 (1二)c丁某一弱電解質(zhì)的解離常數(shù) Ka僅與溫度有關(guān)，而與該弱電解質(zhì)溶液的濃度無 關(guān)；其解離度:則隨溶液濃度的降低而增大 ?？梢杂卸喾N方法用來測定弱電解 質(zhì)的和Ka，本實驗采用的方法是用電導(dǎo)率測定HAC的和Kao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)) 入為一 kAI(2.3)式中，k為電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))，表示長度I為1m、截面積A為1m2導(dǎo)體的 電導(dǎo)；單位為Sm-1 o電導(dǎo)的單位為S西(門子)o在一定溫度下，電解質(zhì)溶液的電導(dǎo) 入與溶質(zhì)的性質(zhì)及其溶度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

3、爾電導(dǎo)m o它表示在相距1cm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k乘以此 溶液的全部體積。若溶液的濃度為c(mol dm)，于是溶液的摩爾電導(dǎo)為 m =kV =10 c(2.4)m的單位為S m2 mol 4 o根據(jù)式（2.2），弱電解質(zhì)溶液的溶度c越小，弱電解質(zhì)的解離度：越大，無限稀釋時弱電解質(zhì)也可看作是完全解離的，即此時的:=100%。從而可知，一定溫 度下，某濃度C的摩爾電導(dǎo)km與無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)Xm,之比，即為該弱電，oQ解質(zhì)的解離度：a = km/h m8（2.5）不同溫度時，HAc的九m值中表2.1所示。表2.1不同溫度下HAc無限稀釋時的摩

4、爾電導(dǎo)km,溫度T/K273291298303f2A人m,閃/(S m mol )0.02450.03490.03910.0428藉電導(dǎo)率儀測定一系列已知起始濃度的HAc溶液的k值。根據(jù)式（2.4）及式（2.5）即可求得所對應(yīng)的解離度。若將式（2.5）代入式（2.2），可得:Ka = co m-m)；(2.6)根據(jù)式（2.6），可求得HAc的解離常數(shù)K .三、儀器和藥品1、儀器常用儀器：燒杯（100cm3,5只）錐形瓶（250cm3,2只） 鐵架 移液管（25cm3,3支）吸氣橡皮球 滴定管（玻璃塞式；簡易式） 滴定管夾白瓷板 洗瓶 玻璃棒 濾紙片 溫度計（0100C，公用）其它：pH計（附玻

5、璃電極、甘汞電極）電導(dǎo)率儀（附鉑黑電導(dǎo)電極）2、藥品醋酸HAc（0.1moldm冷標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉NaOH（0.1mol dm-3,4位有效數(shù)字）鄰苯二甲酸氫鉀 KHC 6H4（COO）2（0.05mol dm 冷酚酞（1%）四、儀器使用方法（見 化學(xué)實驗的精密儀器一一電導(dǎo)率儀）五、實驗內(nèi)容（一）醋酸溶液濃度的標(biāo)定用移液管（有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中的移液管的使用）量取 2 份，分別注入2只錐形瓶中，各加2滴酚酞溶液。分別用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定到溶液顯淺紅色，半分鐘內(nèi)不褪色即為終點， 計算滴定所用的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的體積，從而求得 HAc溶液的準(zhǔn)確濃度。 重復(fù)上述實驗，求出兩次測定 HAc

6、溶液濃度的平均值。(二)系列醋酸溶液的電導(dǎo)率的測定用移液管(有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中的移液管的使用)量取 25.00cm?已標(biāo)定的HAc溶液置于燒杯中，另用移液管量取25.00cm?去離子水與上 述HAc溶液混合。用玻璃棒攪拌均勻。按電導(dǎo)率儀中的操作步驟，使用鉑黑電導(dǎo) 電極，將高低周開關(guān)撥到 低周”測定所配制的HAc溶液的電導(dǎo)率。隨后，用移液管從已測定過電導(dǎo)率的溶液中取出 25.00cm3,并棄去；再用另 一支移液管加入25.00cm3去離子水注1為使實驗結(jié)果不產(chǎn)生較大的誤差，本實驗所用去離子水的電導(dǎo)率應(yīng)不大于1.2為0-3Sm-1。注2若室溫不同于表2.1中所列溫度，可用內(nèi)插法近似

7、求得所需的九口磴值。例如，室溫為 295K時,HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)扎m,迂為(0.0391 -0.0349)S m2 mol (298 -291)KxS m2 mol 亠一(295 291)K注1，攪拌均勻，測定此稀釋后 HAc溶液的 電導(dǎo)率。如此不斷稀釋，測定電導(dǎo)率共 46次。記錄實驗時室溫與不同起始濃度時的電導(dǎo)率 k數(shù)據(jù)。根據(jù)表2.1的數(shù)值，得 到實驗室溫下HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo) 總注再按式(2.4)計算不同超始濃 度時的摩爾電導(dǎo) 韋。即可由式(2.5)求得各濃度時HAc的解離度根據(jù)式(2.2) 或式(2.6)的計算，取平均值，可得 HAc的解離常數(shù)Ka0六、數(shù)據(jù)記錄和處理(1)

8、醋酸溶液濃度的標(biāo)定表實驗編號In滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH).：cm滴定前NaOH液面的位置 V,NaOH)/cm滴定中用去NaOH溶液的體積V(NaOH)/cm3兩次滴定用去 NaOH體積的平均值 Vav(NaOH)/cm3標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的濃度c(NaOH),(mol dm )滴定中取用HAc溶液的體積 V(HAc)fcm3HAc溶液的濃度c(HAc)/(mol dm)=c( NaOH )Vav( NaOH )/V(HAc)（2）醋酸溶液的電導(dǎo)率、醋酸的解離度和解離常數(shù)的測定表二實驗編號3- 倉 m 濃 d 撕d 慮 m/.V亠 軒 C 浴 AH C ( A o H c電導(dǎo)率k

9、/(S m-1)_ld m2m 電e 燈 m- 摩 人離解度aIfm-m 一口一 m 1(2./ ( m5I25n485w61-dm2sJK 詠亠林尋 溫邯 室釋 時稀 驗限 a 實無 K七、預(yù)習(xí)要求1、了解兩種不同方法測定HAc解離度和解離常數(shù)的原理。2、預(yù)習(xí)實驗及計算中的有效數(shù)字。3、預(yù)習(xí)基本操作五中的容量瓶、滴定管的使用以及精密儀器四（電導(dǎo)率儀）。八、附錄：測定醋酸解離度和解離常數(shù)的另外兩個方法方法一：pH法測定HAc的：和Ka（一）原理在一定溫度下，用pH計（又稱為酸度計）測定一系列已知溶液的 HAc溶 液的 pH 值，按 pH= IgH ） cC（H ） C。根據(jù) ceq（H 二 c

10、。），即可求得一系 列對應(yīng)的HAc的解離度和值。這一系列Co2（1-J值應(yīng)近似為一 常數(shù)，取其平均值，即為該溫度時 HAc的解離常數(shù)Ka。（二）方法1、醋酸溶液濃度的標(biāo)定（同電導(dǎo)率法的標(biāo)定）2、系列醋酸溶液的配制和pH值的測定將上述已標(biāo)定的HAc溶液裝盛到玻璃塞式滴定管中，并從滴定管中分別放出 48.00cm?、24.00cm?、12.00cm3、6.00cm?、3.00cn?該 HAc 溶液于 5 只干燥的燒杯（為什么需要干燥的？）中。注意：接近所要求的放出體積時，應(yīng)逐滴滴放，以確 保準(zhǔn)確度和避免過量。藉另一支盛有去離子水的滴定管，往后面4只燒杯中分別加 入24.00cnt 36.00cm3

11、、42.00cm?、45.00cm?去離子水，使各燒杯中的溶液總體積 均為48.00cm?，混合均勻。按上述所配制的系列醋酸溶液由稀到濃的順序，并按精密儀器四中的pH計中的操作步驟分別測定各 HAc溶液的pH值。記錄實驗時的室溫，算出不同起 始濃度HAc溶液的值及：.）值。取所得c：.2O ：）的平均值，即為HAc 的解離常數(shù)Ka實驗值。3、數(shù)據(jù)記錄和處理（1）醋酸溶液濃度的標(biāo)定（同表一）（2）醋酸溶液的pH值、醋酸的解離度和解離常數(shù)的測定實驗編號不同濃度HAc溶液的配制HAc溶液起如濃度C0（HA/（mol dm）pHc(H$ (mol dm3)a3乍(1 -a)V(HAc)/cm3V(H2

12、O)； cm3I48.000.00n24.0024.00出12.0036.00IV6.0042.00V3.0045.00實驗室溫T/K=醋酸的解離常數(shù)Ka=方法二：緩沖溶液法測定 HAC的和Ka（一）原理根據(jù)緩沖溶液的計算公式pH 二 pK：.lgceq（HAc） ceq（Ac（1）若ceq（HAc） =ceq（AcJ,則上式簡化為pH 二 pK.由于pK,.IgK：.因而如果將HAc溶液分為體積相等的兩部分，其中一部分溶液用NaOH溶液滴定至終點（此時HAc即幾乎完全轉(zhuǎn)化為Ac），再與另一部分溶液混合，并測定 該混合溶液（即緩沖溶液）的 pH值，即可得到HAc的解離常數(shù)。測定時無需 知道HAc和NaOH溶液的濃度。（二）方法1、等濃度的醋酸和醋酸鈉緩沖溶液的配制用稱液管量取25.00cm3 O.lmol dm-3HAc溶液置于錐形瓶中，加入2滴酚酞 溶液，用0.1mol dm-3NaOH溶液滴定至終點。另用移液管量取25,00cm30.1mol dm-3HAc溶液與上述滴定后的溶液混合，搖蕩錐形瓶，使之混合 均勻。2、醋酸和醋酸鈉緩沖溶液pH值的測定取適量上述相互混合的HAc-NaAc溶液置于燒杯中，按