实验十五 醋酸电离度和电离常数的测定 一、教学要求:
1. 学习测定醋酸离解度和离解常数的基本原理和方法; 2. 学会酸度计的使用方法;
3. 巩固溶液的配制及容量瓶和移液管的使用,学习溶液浓度的标定。 二、预习内容
1. 复习《无机及分析化学》有关电离度和电离常数部分的知识要点; 2. 容量瓶和移液管的使用; 3. 酸度计的工作原理;
四、实验原理
弱电解质 HAc 在水溶液中存在下列电离平衡: HAc (aq H + (aq + Ac- (aq 其电离常数 K θ的表达式为: ( ( ( (HAc c Ac c H c HAc K re re re -
+?=θ (1 温度一定时, HAc 的电离度为 α,则 c re (H+ = c re (Ac- = c r α,代人式 (1 得:
α αααθ -= -=1 1( ( (2
2r r r c c c HAc K (2 在一定温度下, 用酸度计测一系列已知浓度的 HAc 溶液的 pH 值, 根据 pH = - lgc re (H + , 可求得各浓度 HAc 溶液对应的 c re (H+ ,利用 c re (H+ = c r α,求得各对应的电离度 α值,将 α代入(2式中,可求得一系列对应的 K θ值。取 α及 K θ的平均值,即得该温度下醋酸的 电离常数 K θ(HAc及值 α(HAc。
五、实验步骤
1. 配制不同浓度的醋酸溶液:
1 取 5 只洗净烘干的 100 cm 3 小烧杯依次编成 1 # ~ 5 # ;
2 从酸式滴定管中分别向 1 # , 2 # , 3 # , 4 # , 5 # 小烧杯中准确放入 3.00, 6.00, 12.00, 24.00, 48.00 cm 3 已准确标定过的 HAc 溶液 ; 3 用碱式滴定管分别向上述烧杯中依次准确放入 45.00, 42.00, 36.00, 24.00, 0.00
cm 3 的蒸馏水,并用玻璃棒将杯中溶液搅混均匀。 (思考题 1 (思考题 2 2. 醋酸溶液 pH 的测定:
用酸度计分别依次测量 1 # ~5 # 小烧杯中醋酸溶液的 pH 值, 并如实正确记录测定数 据 ( 酸度计的使用参见教材 P84 。 (思考题 3 (思考题 4 3. 数据记录和处理:
醋酸溶液的原始浓度:c r (HAc= mol · dm -3 ,室温 =
思考题 1:烧杯是否必须烘干?
思考题 2:如果搅拌结束后玻璃棒上带出了部分溶液对测定结果有无影响? 思考题 3:测量时可否不用按照溶液浓度由低到高进行测量? 思考题 4:使用酸度计的主要步骤有哪些?
答案 1:烧杯如果不烘干,残留的水份会影响所配制的溶液浓度,从而带来误差; 答案 2:没有影响,因为溶液浓度并没有发生变化;
答案 3:因该按照由低到高进行测量,这样带来的误差较小;
答案 4:主要步骤有:(1打开电源开关进行预热; (2进行温度补偿; (3使用标准 溶液进行定位; (4使用标准溶液进行斜率校正; (5测量 pH 值。
六、存在的问题
1. 烧杯没有洗干净和烘干; 2. 测量时没有从低浓度开始测量; 3. 电极没有清洗干净并吸干;
4. 没有进行温度补偿;
5. 实验结束忘了在电极上塞上盛有饱和氯化钾的塑料帽; 七、深入讨论
酸碱电离常数的常用实验测定方法:在 Arrhenius 发现了电离现象后不久, Ostwald 于 1888年使用电导率法第一次测量了电离平衡常数。直到 1932年之前,电导率法一直是测 定电离常数的最常用的方法。 1932 年, Harned 和 Ehler 用实验证明了电势法可以得出和 电导率法一样精确的结果,由于电势法快速简便且计算量小,所以很快取代了电导率法。 一个 1939年的比较严格的电离常数表里只采用了 pKa 在 1.89 到 5.15 之间的由电导率法 测定的电离平衡常数。随着科技的不断进步,测量的技术手段也在不断提高,除了电导率 法,电位法之外,还有紫外 -可见分光光度法 , 毛细管电泳法,核磁共振法等。每种方法都 有各自的特点、适用范围和误差来源。
八、测试题
测试题 1:当温度有明显变化时,解离常数也会发生变化( A. 正确; B. 错误; 测试题 2:温度一定时,不同浓度醋酸溶液的解离常数不相同( A. 正确; B. 错误; 测试题 3:玻璃电极下端的玻璃泡为一层极薄和特种玻璃制成,切忌与硬物接触,一旦破 裂,则完全失效( A. 正确; B. 错误;
测试题 4:采用酸度计测定一系列同一种电解质溶液的 pH 值时,测定的顺序按浓度由稀 到浓或由浓到稀所得到的结果完全相同( A. 正确; B. 错误;
测试题 5:酸的浓度、酸的强度和酸度三者是同一个概念,都可以用来描述酸溶液酸度的 大小( A. 正确; B. 错误;
答案:1、 A 2、 B 3、 A 4、 B 5、 B