實(shí)驗(yàn)七----電導(dǎo)法測(cè)定醋酸的電離度和電離常數(shù)

1、一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握醋酸解離度和解離常數(shù)測(cè)定方法，加深對(duì)電離度，電離常數(shù)和溶液濃度與電導(dǎo)關(guān)系的理解。2、學(xué)習(xí)電導(dǎo)法測(cè)電離度的原理和在井穴板中進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)量的操作；理解酸度計(jì)的使用。3、進(jìn)一步掌握溶液的配制、滴定操作。二.實(shí)驗(yàn)原理1、醋酸（ CH3COOH或 HAc)是弱電解質(zhì)，在水溶液中存在下列解離平衡：起始濃度（ mol/L ）c00平衡濃度（ mol/L ）c-ccc若 c 為醋酸的起始濃度， 為醋酸的解離度， H + 、 Ac - 、HAc 分別為 H+、Ac- 、HAc的平衡濃度， K 為醋酸的解離常數(shù)，則 H +=Ac - = c HAc= c （ 1- ）解離度： =H +/c &

2、#215;100%解離常數(shù)： K =H+Ac - /HAc= c 2/ （ 1- ） =H + 2 / （ c-H + ）已知 pH -lgH + ，所以測(cè)定了已知濃度的醋酸溶液的pH 值，就可以求出它的解離度和解離常數(shù)。2、 PHS-3C酸度計(jì)直接電位法測(cè)定pH 值的原理PHS-3C型精密級(jí)酸度計(jì)是一3（ 1/2 ）位數(shù)字顯示的酸度計(jì)，適用于研究室、醫(yī)藥、學(xué)校、化工、環(huán)保等化驗(yàn)室的取樣測(cè)定水溶液的酸度(pH 值 ) 和測(cè)量電極電位(mV 值) 。如配上適當(dāng)?shù)碾x子選擇電極，則可以作為電位滴定。其工作原理是利用復(fù)合電極對(duì)被測(cè)水溶液中不同的酸度產(chǎn)生直流電位，通過前置阻抗轉(zhuǎn)換器把高內(nèi)阻的直流電位轉(zhuǎn)變

3、成低內(nèi)阻的直流電位，輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器， 以達(dá)到 pH 值數(shù)字顯示。同樣，配上適當(dāng)?shù)碾x子選擇電極作電位滴定分析時(shí)，以達(dá)到終點(diǎn)電位顯示。以 pH 玻璃電極作指示電極，甘汞電極作參比電極，插入溶液中即組成測(cè)定pH值的原電池。在一定條件下，電池電動(dòng)勢(shì) E 是試液中 pH 值的線性函數(shù)。測(cè)量 E 時(shí)，若參比電極（甘汞電極）為正極，則E=K+0.059pH(25)當(dāng) pH 玻璃甘汞電極對(duì)分別插入pHS標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液和pH 未知溶液中， 電動(dòng)勢(shì)S 和ExxE分別為ES=K+0.059pHS(25)Ex=K+0.059pH x(25 )兩式相減，得（ 25）三.儀器設(shè)備及試劑儀器：容量瓶 (50mL) ，

4、吸量管 (10mI) ，移液管 (25mL) ，燒杯 (50mL) ，錐形瓶 (250mL) ，堿式滴定管 (50mL) ， pHs-3C 型酸度計(jì)。試劑： 0.2mol/LHAc ， 0.2mol/LNa0H 標(biāo)準(zhǔn)溶液，酚酞，pH標(biāo)準(zhǔn)參比溶液。四 . 實(shí)驗(yàn)步驟一）酸度計(jì)的使用1、 PHS-3C型酸度計(jì)的組裝1）開機(jī)準(zhǔn)備將電源線插入電源插座。按下電源開關(guān)，電源接通后，將儀器預(yù)熱2030min。2）儀器組裝PHS-2C 型酸度計(jì)由機(jī)體、電極夾、輸入端短路插頭、復(fù)合電極、電極桿、電源線、保險(xiǎn)絲0.1A （F5×20，一般已裝入機(jī)體）七個(gè)部分組成。組裝時(shí)，首先把電極桿插入儀器右側(cè)電極桿孔內(nèi)

5、旋緊，然后把塑料電極夾二孔對(duì)準(zhǔn)裝在電極桿上，拔去電極保護(hù)套，把電極固定在電極夾上，然后旋去輸入端短路插頭，旋上電極插頭。短路插在不用時(shí)應(yīng)妥善保管好，儀器使用完畢再旋上。電極下端的玻璃球泡較薄，當(dāng)心碰壞。2、 PHS-3C型酸度計(jì)的校正一點(diǎn)法：（ 1）旋上電極，選擇旋鈕置于“ pH”檔，“斜率調(diào)節(jié)器”順時(shí)針旋到底。（ 2）先用蒸餾水清洗電極， 用濾紙吸干電極， 然后把電極插入一已知 pH 值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中( 如 pH=4 或 pH=9) ，調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)器使所指示的溫度與溶液溫度相同，并搖動(dòng)試杯使溶液達(dá)到平衡。（3）旋轉(zhuǎn)“定位”調(diào)節(jié)器使儀器的指示值為該緩沖溶液所在溫度相應(yīng)的pH值。儀器的一點(diǎn)標(biāo)定

6、已經(jīng)完成，測(cè)試過程中定位電位器不應(yīng)再有變動(dòng)！二點(diǎn)法：（ 1）斜率調(diào)節(jié)器順時(shí)針旋到底，旋轉(zhuǎn)“溫度”調(diào)節(jié)器使所指的溫度與溶液的溫度相同，并搖動(dòng)試杯使溶液均勻。（ 2）把電極插入已知 pH=6.86 的緩沖溶液，旋轉(zhuǎn)“定位”調(diào)節(jié)器，使儀器的指示值為該緩沖溶液所在溫度相應(yīng)的pH 值（ pH 6.86 ）。（3）用蒸餾水清洗電極， 并用濾紙吸干， 把電極插入另一只已知pH緩沖溶液(pH=4 或 pH=9.18)并搖動(dòng)試杯使溶液均勻。（4）旋轉(zhuǎn)“斜率”調(diào)節(jié)器， 使儀器的指示值為溶液所在溫度相應(yīng)的pH 值（ pH=4或pH=9.18 ）。重復(fù) 23 步驟，直至達(dá)到要求為止。儀器兩點(diǎn)標(biāo)定已告完成，經(jīng)標(biāo)定的儀器

7、的定位調(diào)節(jié)器與斜率調(diào)節(jié)器不應(yīng)再有變動(dòng)。3、 測(cè)量 pH 值（1）被測(cè)溶液與定位溶液溫度相同時(shí)“定位”調(diào)節(jié)器保持不變；用蒸餾水清洗電極球泡，并用濾紙吸干； 把電極插入被測(cè)溶液內(nèi)，搖動(dòng)試杯使溶液均勻后讀出該溶液的pH 值。（2）被測(cè)溶液與定位溶液溫度不同時(shí)“定位”調(diào)節(jié)器保持不變； 用蒸餾水清洗電極球泡， 并用濾紙吸干； 用溫度計(jì)測(cè)出被測(cè)溶液溫度，旋轉(zhuǎn)“溫度”調(diào)節(jié)器，使指示在被測(cè)溶液的溫度值上；把電極插入被測(cè)溶液內(nèi)，搖動(dòng)試杯使溶液均勻后讀出該溶液的pH值。二）醋酸電離度和電離常數(shù)的測(cè)定1標(biāo)定原始醋酸溶液的濃度用移液管移取 25 mL 待標(biāo)定醋酸溶液置于錐形瓶中，加2-3 滴酚酞用 Na0H標(biāo)準(zhǔn)溶液滴

8、定至微紅色， 并半分鐘內(nèi)不褪色為止。 記下所用的 Na0H溶液的體積。 再重復(fù)上述滴定操作2 次，要求 3 次所消耗 Na0H溶液的體積相差小于 0.005mL。計(jì)算 HAc 溶液的濃度。2配制不同濃度的醋酸溶液用移液管和吸堡管吸取25.00mL、 5.00mL、 2.5 mL 已測(cè)得準(zhǔn)確濃度的醋酸溶液分別置于3個(gè) 50mL容量瓶中。用蒸餾水稀釋至到度，搖勻，計(jì)算出這三瓶醋酸溶液的濃度。3測(cè)定不同濃度醋酸溶液的pH 值取以上 4 種不同濃度的醋酸溶液 25mL分別加入 4 只潔凈下燥的 50mL燒杯中，按由稀到濃的次序在 pHs-2 型 pH計(jì)上分別測(cè)出它們的 pH 值，記錄數(shù)據(jù)和室溫。 計(jì)算

9、解離度和解離平衡常數(shù)。六、數(shù)據(jù)記錄與處理表 1計(jì)算醋酸濃度mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定mol/L HAc 溶液滴定序號(hào)122開始讀數(shù)最后讀數(shù)NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際消耗體積用量 /ml消耗體積平均值HAc 溶液的準(zhǔn)確濃度 /mol ·L -1表 2醋酸解離度和解離平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值溫度HAc 溶液編號(hào)cpHH +解離常數(shù)平均值測(cè)定值1234七、實(shí)驗(yàn)預(yù)作記錄表 1計(jì)算醋酸濃度mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定mol/L HAc 溶液滴定序號(hào)122開始讀數(shù)000最后讀數(shù)28.0127.3027.70NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際消耗體積28.0127.3027.70用量 /ml消

10、耗體積平均值27.67mlHAc溶液的準(zhǔn)確濃度 /mol ·L -10.1800 mol ·L-1表 2醋酸解離度和解離平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值溫度HAc 溶液編cpHH+解離常數(shù)號(hào)測(cè)定值平均值10.00903.0110-3.0110.86%0.00011920.01802.8410-2.848.0302%0.0001260.00015730.09002.3810-2.384.6319%0.00001740.18002.10-2.104.413%0.00036710實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：酸度計(jì)使用（ 1）儀器的輸入端（即測(cè)量電極插口）必須保持清潔干燥，不用時(shí)應(yīng)將短路插上，以防

11、灰塵及高濕侵入。在環(huán)境濕度較高的場(chǎng)所使用時(shí)，應(yīng)將電極插頭用干凈的紗布擦干。（ 2）測(cè)量電極輸入端短路插頭，在儀器使用時(shí)應(yīng)妥善保管，注意防潮防污染。（ 3）測(cè)量時(shí)，電極的引入導(dǎo)線需保持靜止，否則會(huì)引起測(cè)量不穩(wěn)定。（ 4） 關(guān)于復(fù)合電極：? 經(jīng)長(zhǎng)期的使用 , 如發(fā)現(xiàn)斜率略有減低 , 則可把電極球泡浸在 4%HF(氫氟酸 ) 中 3 5 秒鐘 , 用蒸餾水洗凈后在氯化鉀溶液中浸泡使之復(fù)新；? 電極在測(cè)量過程中反映遲鈍及漂移不定的情況下應(yīng)調(diào)換電極；? 被測(cè)溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物質(zhì)或讀數(shù)不準(zhǔn) , 應(yīng)根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì) , 選用適當(dāng)?shù)娜芤呵逑? 使電極鈍化和梯度下降, 使之復(fù)新 ( 電極一年后應(yīng)更,新 ) 。思考題1 、若所用的醋酸的