Revise-實驗8：醋酸a和K的測定

1、 l酸電離度和電離常數(shù)的測定一、實驗?zāi)康呐c要求：1.測定醋酸的電離度和電離常數(shù)。2.進一步掌握滴定原理，滴定操作及正確判斷滴定終點。3.學習使用pH計。實驗原理：醋酸是弱電解質(zhì)，在溶液中存在如下電離平衡：HAcH+Acc00H+Ac-ca2K二c-cacacaaHAc1aH+、Ac-和HAc分別為H+、Ac-和HAc的平衡濃度，K為HAc的電離常數(shù)，c為醋a酸的初濃度，a為醋酸的電離度。醋酸溶液的總濃度可以用標準NaOH溶液滴定測得。其電離出來的H+的濃度，可在一定溫度下用數(shù)字酸度計測定醋酸溶液的pH值，根據(jù)pH=-lgH+關(guān)系式計算出來。另外，再根據(jù)H+=ca，便可求得電離度a和電離平衡常數(shù)

2、匕。電離度a隨初濃度c而變化，而電離常數(shù)與c無關(guān)，因此在一定溫度下，對于一系列不同濃度的醋酸溶液，竺值近似地為一常數(shù)，取所得一系列竺的平均值，即為該溫度下醋酸的1a1a電離常數(shù)K。a在純的HAc中H+=Ac-=Ca、HAc=C(l-a),則a=H+/CxlOO%。Ki=H+Ac-/HAc=H+2/(C-H+)，當a5%時，C-H+C，故Ki=H+2/C。根據(jù)以上關(guān)系，通過測定已知濃度的HAc濃度的pH，就知道其H+,從而可以計算該HAc溶液的電離度和平衡常數(shù)。醋酸(CH3COOH或HAc)是弱電解質(zhì)，在水溶液中存在以下電離平衡:HAcH+Ac-其平衡關(guān)系式為H+AcHAcc為HAc的起始濃度，

3、H+、Ac-、HAc分別為H+、Ac-、HAc的平衡濃度，a為電離度，K.為電離平衡常數(shù)。i在純的HAc溶液中，H+=Ac-=caHAc=c(l-a)，則a里x100%cK-H+AciHAccH+當a5%時，c-H+c，故Kic根據(jù)以上關(guān)系，通過測定已知濃度的HAc溶液的pH，就知道其H+,從而可以計算該HAc溶液的電離度和平衡常數(shù)。實驗內(nèi)容：以酚酞為指示劑,用已知濃度的NaOH標準溶液匸兩獷0.2132M）標定HAc的準確濃度,把結(jié)果填入下表。（若實驗時間不夠，可先由實驗室標定）用移液管精確量取25.00mLHAc（0.2moldm-3）溶液，分別注入三只50mL錐形瓶中，各加入2滴酚酞指示

4、劑。分別用標準NaOH溶液滴定至溶液呈淺紅色，經(jīng)搖蕩后半分鐘不消失，分別記下滴定前和滴定終點時滴定管中NaOH液面的讀數(shù)，算出所用NaOH溶液的體積，從而求出醋酸的精確濃度。滴定序號IIIIIINaOH溶液的濃度/moll-1HAc溶液的用量/ml25NaOH溶液的用量/mlHAc溶液的濃度moll-1測定值平均值二、配制不同濃度的HAc溶液用移液管和吸量管分別取25ml，5ml，2.5ml已測準確濃度的醋酸溶液，把它們分別加入三個50ml容量瓶中，再用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，并計算出這三個容量瓶中HAc溶液的準確濃度。,25.00mLx分別移取HAc溶液5.00mL稀釋至50.00mL【替代

5、方法】：不同濃度的醋酸溶液的配制和pH黑的測定:在4只干燥的100mL燒杯中，用酸式滴定管分別加入已標定的醋酸溶液4800mL、）24r00mL、6.00mL、2.00mL,注意接近所要刻度時應(yīng)一滴一滴地加入。然后，再從另一盛有去離子水的滴定管（酸式或堿式均可）往后面三只燒杯中分別加入24.00mL、42.00mL、46.00mL去離子水（使各溶液的體積均為48.00mL）；并混合均勻，求出各份醋酸溶液的精確濃度。三、測定醋酸溶液的pH,計算HAc電離度和電離平衡常數(shù)將以上四種不同濃度的HAc溶液分別加入四只潔凈干燥的50mL燒杯中，用pH計分別測定上述各種濃度醋酸溶液的pH值（由稀到濃），記

6、錄各份溶液的pH值及實驗驗室的溫度，計算各溶液中醋酸的電離度及其電離常數(shù)，并計入下表。測定順序由稀到濃，記錄數(shù)據(jù)及室溫，計算電離度和電離常數(shù)。溶液編號C/mol.L-1pHa電離平衡常數(shù)K測定值平均值10.010213.360.0431.97x10-51.81X10-520.020423.230.02881.74x10-530.10212.860.01351.88x10-540.20422.730.00911.67x10-5、注意事項1測定HAc溶液的pH值時，要按溶液從稀到濃的順序操作，每次換測量液時都必須清洗電極，并吸干，保證濃度不變，減小誤差。PHs-25酸度計使用時，先用標準pH溶液校

7、正。3玻璃電極的球部特別薄，要注意保護，安裝時略低于甘汞電極，使用前用去離子水浸泡24小時以上。甘汞電極使用時應(yīng)拔去橡皮塞和橡皮帽，內(nèi)部無氣泡，并有少量結(jié)晶，以保證KCl溶液是飽和的，用前將溶液加滿，用后將橡皮塞和橡皮帽套好。將配制好的待測HAc溶液轉(zhuǎn)移到燒杯之前一定要潤洗燒杯。用pH計分別測定上述各種醋酸溶液的pH值時一定要按照由稀到濃順序操作。7、注意酸堿滴定管的正確使用，在接近刻度時一定要逐滴加入醋酸（或水），配成準確濃度的醋酸溶液；8、在進行不同濃度的醋酸溶液的配制時，一定要注意采用干燥的小燒杯（lOOmL）,以免使?jié)舛劝l(fā)生變化，或液面過低，無法將玻璃電極完全浸沒；9、配制緩沖溶液時，

8、采用移液管量取溶液；1、堿式滴定管（50mL）2、移液管（25mL）和吸量管（10mL）思考題?。?、容量瓶（50mL）1、燒杯是否必須烘干？還可以做怎樣處理？答、燒杯不一定要烘干，還可以用標液進行多次潤洗，可以達到同樣的效果。不需烘干，用待測溶液蕩洗23次即可。2、測定pH值時，為什么要按從稀到高的次序進行？答、因為玻璃電極對溶液的濃度響應(yīng)很靈敏，若從高到低測定，則會使玻璃電極中的H+擴散到溶液中，使測量不準，并延長儀器的響應(yīng)時間。3、改變所測醋酸溶液的濃度或溫度，則電離度和電離常數(shù)有無變化？若有變化，會有怎樣的變化？CHA減小，a增大，K不變；K隨T改變而變化很小，在室溫范圍內(nèi)可忽略。改變

9、所HAcaa測醋酸溶液的濃度或溫度，電離度和電離常數(shù)都會有變化，隨著溫度的升高或溶液濃度的降低，溶液的電離度會增大，反之，相反。電離常數(shù)在溫度升高時會增大，反之，減小。在濃度降低時，電離常數(shù)變化比較復(fù)雜。4、若所用HAc溶液的濃度極稀，是否還能用近似公式Ka=H+2/C來計算K,為什么？答：若C很小，則C丿K就可能不大于400，就不能用近似公式K=H+2/C，如用近似公式，會造成較大的誤差。關(guān)于本實驗pH使用方法:開機預(yù)熱10min，打到pH檔,斜率置于最大（100%），溫度傳感器和pH復(fù)合電極每次測定需要同時插入到溶液里面（并可以隨時按T鍵測定溶液溫度）,每次需要蒸餾水清洗電極并用濾紙吸干電

10、極.一、基本原理酸度計主要是由參比電極（飽和甘汞電位）、測量電極（玻璃電極）和精密電位計三部分組成。飽和甘汞電極：它由金屬汞、氯化亞汞和飽和氯化鉀溶液組成，電極反應(yīng)是：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-甘汞電極的電勢不隨溶液的pH值變化而變化，在一定的溫度和濃度下是一定值，在25C時為0.245V。玻璃電極：玻璃電極的電極電勢隨溶液的pH值的變化而改變。它的主要部分是頭部的玻璃球泡，它是由特殊的敏感玻璃膜構(gòu)成。薄玻璃膜對氫離子有敏感作用，當它浸入被測溶液內(nèi)，被測溶液的氫離子與電極玻璃球泡表面水化層進行離子交換，玻璃球泡內(nèi)層也同樣產(chǎn)生電極電勢。由于內(nèi)層氫離子濃度不變，而外層氫離子濃度在變化。

11、因此，內(nèi)外層的電勢差也在變化，所以該電極電勢隨待測溶液的PH值不同而改變。E=Ee+0.05911gH+=Ee-0.0591pH將玻璃電極和甘汞電極一起浸在被測溶液中組成電池，并連接精密電位計。此時，甘汞電極作正極，玻璃電極作負極。即可測定電池電動勢E。在產(chǎn)時，E=E正-E廠E甘汞-E玻璃二0；245祀玻+0.591pH整理：pH=（E+Ee-0.245）/0.0591從而測出pH值。玻二、酸度計儀器的構(gòu)造酸度計也稱PH計，是用來測量溶液PH值的儀器，同時也可粗略測量電極電勢。型號有多種，常用的有雷磁-25型.pHs2型和PHS-3C、PHS-3D型等。PHS-P1型等。pHS25型酸度計示意

12、圖見圖。本儀器的電極部分是由玻璃電極和銀氯化銀電極組成的復(fù)合電極。電計部分實際上是一高輸入阻抗的毫伏計。由于電極系統(tǒng)把溶液的pH值變?yōu)楹练凳桥c被測溶液的溫度有關(guān)的，因此，在測pH值時，電極附有一個溫度補償器。此溫度補償器所指示的溫度應(yīng)與被測溶液的溫度相同。此溫度補償器在測量電極電位時不起作用。電計上的“定位”調(diào)節(jié)器在儀器pH校正時用來消除電極系統(tǒng)的零電位誤差。電計上的“選擇”開關(guān)是用于確定儀器的測量功能?！皃H”檔：用于pH測量和校正?！?mV”檔：用于測量電極電位極性同電計后面板上標志的電極電位值。“一mV”檔：用于測量電極電位極性與電計后面板上標志相反的電極電位值。電計上的“范圍”開關(guān)是

13、用于選擇測量范圍的，中間一檔是儀器處于預(yù)熱用的，在不進行測量時，都必須置于這一位置。三、pHS-25型數(shù)字酸度計的使用方法儀器的標定打開儀器電源開關(guān)，將儀器預(yù)熱30min。將“選擇”開關(guān)置“pH”檔。將復(fù)合電極用蒸餾水清洗，再用濾紙輕輕擦干，然后將電極插入pH=6.86的標準緩沖溶液中，調(diào)節(jié)“溫度”補償器，使所指示的溫度與溶液的溫度相同，再調(diào)節(jié)“定位”調(diào)節(jié)器，使儀器所指示的pH值與該緩沖溶液在此溫度下的pH值相同。取出電極，用蒸餾水清洗，再用濾紙輕輕擦干，然后將電極插入pH=4.00的標準緩沖溶液中，再調(diào)節(jié)“斜率”調(diào)節(jié)器，使儀器所顯示的pH值與該緩沖溶液的溫度相同。經(jīng)過上述步驟標定的儀器，“定

14、位”旋鈕和“斜率”旋鈕不應(yīng)再有任何變動。2、樣品pH測定經(jīng)過標定的儀器，即可用來測定樣品的pH值，測定步驟如下：用蒸餾水清洗電極，用濾紙擦干，然后將電極插入待測溶液中，輕輕搖動燒杯，縮短電極響應(yīng)時間。當樣品溶液的溫度與標定時緩沖溶液的溫度不同時，應(yīng)調(diào)節(jié)“溫度”補償器，使所指示的溫度與樣品溶液的溫度相同，將“選擇”開關(guān)置“pH”檔，儀器所顯示的pH值即是樣品溶液的pH值。四、使用方法(PHS-3C型酸度計)(1)使用前準備：接通電源，打開開關(guān)，預(yù)熱30min。將玻璃電極、甘汞電極插在電極夾上，把電極夾裝在電極架立桿上，玻璃電極插入輸入插口，甘汞電極引線連接在接線柱上(甘汞電極使用時，應(yīng)把電極孔小

15、橡皮塞及下端橡皮套拔去，不用時應(yīng)把橡皮套套在下端)。(2)標正(pH二點標正法)將選擇開關(guān)置PH檔，“斜率”旋鈕旋至TOO%”處?！皽囟取卑粹o置溶液溫度。用蒸餾水洗凈電極，用濾紙吸干。將電極浸入PH7標準緩沖溶液中，待示值穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)“定位”旋鈕，使儀器指示值為該標準緩沖溶液在額定溫度下的標準PH值。取出電極，用蒸餾水洗凈、吸干。根據(jù)待測PH值的樣品溶液之酸堿性來選擇用PH4或PH9標準緩沖溶液，把電極放入緩沖溶液中，示值穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)“定位”旋鈕，使儀器指示值為該標準緩沖溶液在額定溫度下的標準PH值。如測量精度要求較高，可按、重復(fù)操作數(shù)次。(3)簡易標定法如測量精度要求不高，可用簡易標定法。同

16、(2)-操作，將“斜率”旋鈕旋至TOO%”處。用蒸餾水洗凈電極，用濾紙吸干。根據(jù)待測pH值的樣品溶液之酸堿性來選擇用PH值相近的標準緩沖溶液，把電極放入緩沖溶液中，示值穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)“定位”旋鈕，使儀器指示值為該標準緩沖溶液在額定溫度下的標準PH值即可。(單點校正)(4)樣品(未知)溶液PH值的測量經(jīng)標定后，儀器即可進行樣品溶液PH的測定。在測定前，先將用蒸餾水洗凈電極，用濾紙吸干。然后將電極放入待測溶液中，待示值穩(wěn)定后，讀數(shù)即為樣品的PH值。(注意，此時各旋鈕不能再動，否則需要重新標定)。測量完畢后：將電極拔出，用水沖洗干凈后，擦干電極。關(guān)閉電源，將酸度計放入儀器箱內(nèi)。五、PHs-PI酸度計的

17、使用方法及注意事項opH電極的標定：1.定位：將洗凈的電極插入pH=7的緩沖溶液中，調(diào)節(jié)TEMP(溫度)旋鈕，使指示的溫度與溶液溫度一致。打開電源開關(guān)，再調(diào)節(jié)CALIB(校準)旋鈕，使儀器顯示的pH值與該緩沖溶液在此溫度下的pH值相同。2調(diào)節(jié)斜率：把電極從緩沖溶液中取出，洗凈，吸干，插入pH=4的緩沖溶液中，調(diào)SLOPE(斜率)旋鈕，使儀器顯示的pH值與該溶液在此溫度下的pH值相同，標定結(jié)束(測量堿性溶液時，用pH=9的緩沖溶液調(diào)節(jié)斜率)。3、pH值測定：調(diào)節(jié)好的旋鈕就不要再動，將待測溶液分別進行測量，待讀數(shù)穩(wěn)定時記錄pH值。六、pH計使用方法準備：插入電極；取下電極套，用去離子水清洗電極后用

18、濾紙吸干；開機預(yù)熱20分鐘。儀器標定調(diào)選擇開關(guān)旋鈕至pH檔；溫度補償旋鈕至溶液溫度值；斜率旋鈕至最大(100)；將清洗過的電極插入pH=6.86的緩沖溶液中，調(diào)節(jié)定位旋鈕，使儀器顯示讀數(shù)為該溶液該溫度下pH值；清洗電極并吸干。插入pH=4.00(或pH=9.18)的標準緩沖溶液，調(diào)節(jié)斜率旋鈕，使儀器顯示讀數(shù)為該溶液該溫度下pH值；重復(fù)(2)、(3)，直至不再有變動為止。測定：清洗并吸干電極。將電極浸入被測溶液，讀數(shù)即可。七、儀器的維護在使用或儲存時，必須盡可能的防止儀器與酸霧等吸潮性氣體接觸。儀器的電極插座、電極的插頭都是用聚四氟乙烯絕緣的，如果遇上了吸潮性氣體，就會降低絕緣性，直接影響測量精度。復(fù)合電極的敏感部分是下