乙酸的電位滴定分析及其解離常數(shù)的測定

1、實驗四乙酸的電位滴定分析及其解離常數(shù)的測定一、目的要求1 學(xué)習(xí)電位滴定的基本原理及操作技術(shù)2運(yùn)用pH-V曲線和( pHAV) -V曲線與二級微商法確定滴定終點(diǎn)。3學(xué)習(xí)測定弱酸離解常數(shù)的方法。、實驗原理乙酸HAc是一弱酸，其pKa = 4.74，當(dāng)以標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定乙酸試液時，在化學(xué)計量點(diǎn)附 近可以觀察到pH的突躍。以玻璃電極與飽和甘汞電極插入試液即組成如下的工作電池：1Ag,AgCI I HCI(0.1 mol L_J 丨玻璃膜丨 HAc 試液丨 KCI(飽和)I Hg2Cb,Hg該工作電池的電動勢在酸度計上反映出來，并表示為滴定過程中的pH，記錄加入標(biāo)準(zhǔn)堿溶液的體積 V和相應(yīng)的被滴定溶液的體積

2、。 也可用二級微商法，于ApH- AV2=0處確定終 點(diǎn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)堿溶液的濃度、 消耗的體積和試液的體積， 即可求得試液中乙酸的濃度或含量。根據(jù)乙酸的解離平衡：HAc(aq) H (aq)+ Ac (aq)其解離常數(shù)+ -H Ac HAc當(dāng)?shù)味ǚ謹(jǐn)?shù)為50%時，Ac- = HAc，此時Ka = H +，即pKa = pH 因此在滴定分?jǐn)?shù)為 50%處的pH，即為乙酸的pKa。三、儀器和試劑1酸度計2玻璃電極3甘汞電極4容量瓶 50ml 100ml5吸量管6微量滴定管9. 0.1mol/LHAc10. pH=4.00、pH=6.88 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液(20C)四、操作步驟1調(diào)試儀器：接通電源，將選擇開關(guān)

3、置于pH檔，連接好電極，調(diào)節(jié)溫度檔于室溫。2將pH=6.88 (20C)的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液置于50mL的燒杯中，放入磁力子，開動攪拌器,調(diào)節(jié)定位檔，再用 pH=4.00 (20C)的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校核，調(diào)節(jié)斜率擋，反復(fù)調(diào)節(jié)，相對固定，所得讀數(shù)與測量溫度下的緩沖溶液的標(biāo)準(zhǔn)值之差應(yīng)在±0.05pH單位之內(nèi)。3準(zhǔn)確吸取lO.OOmL鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL燒杯中，加水約30mL,放入磁力子4將待標(biāo)定的NaOH溶液裝入滴定管中，調(diào)節(jié)液面在O.OOmL處5開動攪拌器，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣龋?進(jìn)行粗測，即測量在加入 NaOH溶液OmL、1mL、 2mL8mL、9mL、10mL時的各點(diǎn)的pH。初

4、步判斷發(fā)生 PH突躍時所需的 NaOH體積范圍 ( Vex) °6重復(fù)3、4操作，然后進(jìn)行細(xì)測，即在化學(xué)計量點(diǎn)附近取較小的體積增量，以增加測 量點(diǎn)的密度，并在讀取滴定管讀數(shù)時，讀準(zhǔn)至小數(shù)點(diǎn)后第二位。如在粗測時 Vex為89mL , 則在細(xì)測時，在加入8.00mLNaOH后，以O(shè).IOmL為體積增量，測量加入NaOH溶液8.00 mL、 8.10 mL、8.20 mL 8.90mL和 9.00 mL 時各點(diǎn)的 pH 值。7吸取乙酸試液10.00 mL,置于100 mL燒杯中，加水約 30 mL.8仿照標(biāo)定 NaOH時的粗測和細(xì)測步驟，對乙酸進(jìn)行測定。在細(xì)測的(1/2) Vex處,也應(yīng)該

5、適當(dāng)增加測量點(diǎn)的密度 ，如 Vex為45 mL,可測量加入2.00 mL、2.10 mL2.40mL和 2.50 mLNaOH溶液時各點(diǎn)的 pH值。五、數(shù)據(jù)處理1、NaOH溶液濃度的標(biāo)定(1 )實驗數(shù)據(jù)及計算粗測AV ex=mLV/mL012345678910pH> 10.00細(xì)測V/mLpHApH/ AVApH/ aV根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算 ApH/ AV和化學(xué)計量點(diǎn)附近的 A2pH/ AV2,填入表中(2) 于方格紙上作pH-V和(ApH/ AV) -V曲線，找出終點(diǎn)體積 Vep.(3) 用內(nèi)插法求出 A2pH/ aV=0處的溶液的NaOH體積Vep.(4) 根據(jù)(3)所得的Vep，計算

6、NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。2、乙酸濃度及解離常數(shù) Ka的測定(1 )實驗數(shù)據(jù)及計算粗測AV ex=mLV/mL012345678910 pH> 10.00細(xì)測(半中和點(diǎn))1 /2 AVxpH細(xì)測V/mLpHApH/ AVApH/ aV仿照上述NaOH溶液濃度標(biāo)定的數(shù)據(jù)處理方法，畫出曲線，求出終點(diǎn)Vep。(2) 計算原始試液中乙酸的含量，以g. L-1表示。(3) 在pH-V曲線上，查找體積相當(dāng)于1/2 AVep時的pH，即為乙酸的pKa?！咀ⅲ簆Ka一定要在pH-V曲線上描出并讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)(直接打印的請用16K或B5)】六、思考題(任選兩題)1 若改變所測乙酸溶液的濃度，乙酸的解離常數(shù)有無

7、變化？2 測定一系列同種溶液的pH值時，測定順序由稀到濃和由濃到稀，其結(jié)果可能有何不同？3. 如何確定pH計已校正好？-1 - 14. 將10mL0.2 mol HAc溶液和10mL0.1 mol NaOH溶液混合后，所得溶液是否具有緩沖能力？5常用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液有哪幾種?七、備注1 .介紹pH計的使用方法。2 強(qiáng)調(diào)移液管的使用。實驗五一、目的要求原子吸收分光光度法測定自來水中鈣、鎂的含量 標(biāo)準(zhǔn)曲線法1. 掌握原子吸收分光光度法的基本原理；2. 了解原子吸收分光光度計的基本結(jié)構(gòu)及其使用方法;3. 掌握標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定自來水中鈣、鎂的含量的方法。二、實驗原理原子吸收分光光度法是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸

8、氣對特定譜線（即待測元素的特征譜線）的吸收作用進(jìn)行定量分析的一種方法。若使用銳線光源，待測組分為低濃度，在一定的實驗條件下，基態(tài)原子蒸氣對共振線的吸 收符合下式：A= ； cl當(dāng)I以cm為單位，c以mol L-1為單位表示時，8稱為摩爾吸收系數(shù)，單位為mol L-1 cm-1。 上式就是Lambert-beer定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。如果控制I為定值，上式變?yōu)?A=Kc上式就是原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ)。定量方法可用標(biāo)準(zhǔn)加入法或標(biāo)準(zhǔn)曲線法。標(biāo)準(zhǔn)曲線法是原子吸收分光光度分析中常用的定量方法，常用于未知試液中共存的基體成分較為簡單的情況，如果溶液中基體成分較為復(fù)雜，則應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入相同類型和濃度的

9、基體成分，以消除或減少基體效應(yīng)帶來的干擾，必要時須采用標(biāo)準(zhǔn)加入法而不是標(biāo)準(zhǔn)曲線法。標(biāo)準(zhǔn)曲線法的標(biāo)準(zhǔn)曲線有時會發(fā)生向上或向下彎曲現(xiàn)象。要獲得線性好的標(biāo)準(zhǔn)曲線， 必須選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灄l件，并嚴(yán)格實行。三、儀器和試劑1原子吸收分光光度計 AA320N型（上海分析儀器廠）2空心陰極燈鈣、鎂空心陰極燈3無油空氣壓縮機(jī)4乙炔鋼瓶5通風(fēng)設(shè)備6容量瓶、移液管等7鈣標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1000 gmL-1）-18鈣標(biāo)準(zhǔn)使用液（100卩g.mL）19鎂標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1000卩g.mL）10.鎂標(biāo)準(zhǔn)使用液（25卩g.mL1）四、實驗條件鈣鎂1、吸收線波長（nm）422.7285.22、空心陰極燈電流（mA）10103、狹縫寬（

10、mm）0.5（ 2 檔）0.2 （1 檔）4、燃燒器高度（mm）6.04.0-15、乙炔流量（L min ）0.80.7-16、空氣流量（L min ）4.54.5五、實驗步驟1、配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列(1) Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液系列準(zhǔn)確吸取0.50, 1.00 , 2.00, 3.50, 5.00 mL上述Ca標(biāo)準(zhǔn)使用 液，分別置于五只 50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。(2) Mg標(biāo)準(zhǔn)溶液系列準(zhǔn)確吸取0.50，1.00，1.50，2.00，3.00 mL上述Mg標(biāo)準(zhǔn)使用 液，分別置于五只 50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。2、自來水樣品溶液打開自來水開關(guān)，取中間水樣備用。測定Ca

11、不稀釋，測定 Mg稀釋1倍(視具體情況而定)。根據(jù)實驗條件，將原子吸收分光光度計，按儀器操作步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)，待儀器電路和氣路系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，即可測定以上各溶液的吸光度。六、數(shù)據(jù)處理1 記錄實驗條件(1) 儀器型號(2) 吸收線波長(nm)(3) 空心陰極燈電流(mA)(4) 光譜通帶或光譜帶寬(nm)(5) 乙炔流量(L min 1)(6) 空氣流量(L min 1)(7) 燃助比2.列表記錄測量Ca、Mg標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度5樣品測定序號12Mg濃度-1/mg?L 1A1吸光度A2AA3QCa濃度-1/mg?L 1A1吸光度 A2A A3以吸光度為縱坐標(biāo)， 以 Ca，Mg 濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲

12、線， 并計算回歸方程和標(biāo)準(zhǔn)偏 差（或相關(guān)系數(shù)） （直接打印的請用 16K 或 B5 ）3根據(jù)自來水樣的吸光度，用回歸方程求得水樣中Ca, Mg的濃度（g L-1）。若經(jīng)稀釋須乘上稀釋倍數(shù)求得原始自來水中 Ca， Mg 含量。七、學(xué)習(xí)掌握有關(guān)操作1. 了解原子吸收分光光度計的基本結(jié)構(gòu)及其使用方法；2. 了解標(biāo)準(zhǔn)加入法的具體操作。3. 學(xué)習(xí)鋼瓶的分類及使用。八、思考題（任選兩題）1. 原子吸收光譜的理論依據(jù)是什么？2. 原子吸收分光光度分析為何要用待測元素的空心陰極燈做光源？能否用氫燈或鎢燈 代替,為什么？3. 如何選擇最佳的實驗條件？4. 在什么條件下使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法,他們各有什么優(yōu)缺

13、點(diǎn)？九、備注 介紹原子吸收光譜儀的原理、注意事項和操作。實驗六 熒光光度分析法測定蔬菜水果中維生素 B2 的含量一、目的要求1. 了解熒光分光光度法的基本原理，正確使用930型熒光分光光度計。2. 掌握熒光分光光度法測定蔬菜水果等食品中維生素B 2含量的實驗技術(shù)。二、實驗原理在紫外光或波長較短的可見光照射后, 一些物質(zhì)會發(fā)射出比入射光波長更長的熒光。 以 測量熒光強(qiáng)度和波長為基礎(chǔ)的分析方法叫做熒光分光光度分析法。對同一物質(zhì)而言，若 alc<<0.05，即對很稀的溶液，熒光強(qiáng)度F與該物質(zhì)的濃度 c有以下的關(guān)系F = 2.3（）f Io alc式中：（）f 熒光過程的量子效率；I 0

14、入射光強(qiáng)度；a 熒光分子的吸收系數(shù)；l 試液的吸收光程。I 0和I不變時F = Kc式中K為常數(shù)。因此，在低濃度的情況下，熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度與濃度呈線性關(guān)系。維生素B2（即核黃素）在430 440 nm藍(lán)光的照射下，發(fā)出綠色熒光，其峰值波長為535nm。維生素B2的熒光在pH=67時最強(qiáng)，在pH=11時消失。熒光分析實驗首先選擇激發(fā)光單色器波長和熒光單色器波長，基本原則是使測量獲得最強(qiáng)熒光，且受背景影響最小。激發(fā)光譜是選擇激發(fā)光單色器波長的依據(jù)，熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜是指在熒光最強(qiáng)的波長處，改變激發(fā)光單色器的波長測量熒光強(qiáng)度，用熒光強(qiáng)度對激發(fā)光波長作圖所得的譜圖。大多數(shù)情況下，熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜與

15、其吸收光譜相同。熒光光譜是圄門3 0,帕腔歌1豪*尢譜忑覺光朮譜不珈國選擇熒光單色器波長的主要依據(jù)，熒光物質(zhì)的熒 光光譜是將激發(fā)光單色器波長固定在最大激發(fā) 光波長處，改變熒光單色器波長測量熒光強(qiáng)度， 用熒光強(qiáng)度對熒光波長作圖所得的譜圖。下圖為維生素B2的吸收（激發(fā)）光譜及熒光光譜示意 圖。本實驗采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法來測定維生素B2的含量。激發(fā)光單色器波長選360 nm或440 nm。熒光單色器波長選 525 nm，可將440nm的激發(fā) 光及水的拉曼光（360 nm）濾除，從而避免了它 們的干擾。三、操作步驟1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制在五個潔凈的 50 mL容量瓶中，分別加入0.50 mL , 1.00

16、mL , 3.00 mL , 5.00 mL和10.00 mL 5.00 mg L1維生素B?工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的測定開啟儀器電源，預(yù)熱約 10min。用蒸餾水作空白，用標(biāo)準(zhǔn)溶液中濃度最大的溶液，調(diào)節(jié) 熒光讀數(shù)近滿刻度的某一固定值，從稀到濃測量標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的熒光強(qiáng)度，以濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算回歸方程和相關(guān)系數(shù)。四、樣品測定1、 樣品的氧化：吸取上述樣品處理液25mL于50mL容量瓶中，加入ImL3 % KMnO 4 溶液，混勻后放置 2分鐘，再加入ImL3 % H2O2溶液混勻，使KMn0 4褪色，并稀釋至刻度。2、維生素B2含

17、量的測定：在與標(biāo)準(zhǔn)曲線同樣條件下測定樣品氧化后的溶液熒光強(qiáng)度，并據(jù)此從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得維生素B2的含量，計算測定結(jié)果：3、 對于復(fù)雜樣品中維生素B2的提取，可將一定量均勻樣品放入250mL錐形瓶中，加入HCI溶液（0.1mol/L）50mL，置于高壓鍋中于10MPa煮沸30分鐘，冷卻后，用醋酸鈉溶液 （2.5mol/L）調(diào)節(jié)pH至4.55.5,用水稀釋至100mL。過濾，取中間濾液備用。實驗操作最好 在避光條件下進(jìn)行，容器采用棕色玻璃器皿。4、加入KMnO 4的作用，是氧化其他色素和雜質(zhì)，以除去干擾。實驗說明維生素B2的理化特征；維生素 B2是桔黃色無臭的針狀結(jié)晶，又叫核黃素，易溶于水而 不溶于乙醚等有機(jī)溶劑，在中性或酸性溶液中穩(wěn)定，光照易分解，對熱穩(wěn)定，在食物中維生 素B2 一般都以磷酸核黃素和二核苷酸腺嘌嶺黃素的形式存在，而且它們都是或緊或松地和 蛋白質(zhì)結(jié)合著，若用酸和酶水解Q可以使其成為游離的維生素 B2（儀器操作方法見 930熒光光度計或有關(guān)儀器說明書。）四、數(shù)據(jù)處理1 記錄數(shù)據(jù)維生素b