2022年实验醋酸解离度和解离常数的测定资料 .pdf

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1、实验醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法；2、加深对弱电解质解离平衡的理解；3、学习电导率仪的使用方法，进一步学习滴定管、移液管的基本操作。二、提要醋酸 CH3COOH 即 HAC，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：)1(OH)q(HAc2)q(Ac)q(OH3或简写为)q(HAc)aq(Ac)aq(H其解离常数为cccccccccKeqeqeq)HA()A()H()HA(a(2.1) 如果 HAc 的起始溶度为 co， 其解离度为， 由于,)()(0acAccHceqeq代入式（ 2.1）得：ccccccHAcK)1()()()(a2

2、00020(2.2) 某一弱电解质的解离常数Ka仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度则随溶液浓度的降低而增大。可以有多种方法用来测定弱电解质的和 Ka，本实验采用的方法是 用电导率测定 HAc 的和 Ka。电解质溶液是离子电导体， 在一定温度时， 电解质溶液的电导 （电阻的倒数） 为lkA(2.3) 式中，k 为电导率（电阻率的倒数），表示长度 l 为 1m、截面积 A 为 1m2导体的电导；单位为 S m-1。电导的单位为 S西（门子） 。在一定温度下， 电解质溶液的电导 与溶质的性质及其溶度c 有关。为了便于比较不同溶质的溶液的电导，常采用摩尔电导m。它表示在相距 1cm

3、的两平行电极间，放置含有 1 单位物质的量电解质的电导， 其数值等于电导率k 乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为)dmmol(c3，于是溶液的摩尔电导为ck10kV3m(2.4) m的单位为12molmS。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 根据式 (2.2)，弱电解质溶液的溶度c越小，弱电解质的解离度越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的%100。从而可知，一定温度下，某浓度c 的摩尔电导m与无限

4、稀释时的摩尔电导,m之比，即为该弱电解 质的解离度：,mm(2.5) 不同温度时， HAc 的,m值中表 2.1 所示。表 2.1 不同温度下HAc 无限稀释时的摩尔电导,m温度 T/K 273 291 298 303 )molmS(12,m0.0245 0.0349 0.0391 0.0428 藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc 溶液的 k 值。根据式 (2.4)及式(2.5)即可求得所对应的解离度。若将式 (2.5)代入式 (2.2)，可得：)(a,20mmmmcK(2.6) 根据式 (2.6)，可求得 HAc 的解离常数 K。三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（ 100cm3,5

5、 只）锥形瓶（ 250cm3,2 只）铁架移液管（25cm3,3 支）吸气橡皮球滴定管（玻璃塞式；简易式）滴定管夹白瓷板洗瓶玻璃棒滤纸片温度计（ 0100，公用）其它： pH 计（附玻璃电极、甘汞电极）电导率仪（附铂黑电导电极）2、药品醋酸)dmmol1.0(cHA3标准氢氧化钠 NaOH(0.1mol dm-3,4 位有效数字 ) 邻苯二甲酸氢钾)dmmol05.0()COO(HKHC3246酚酞（ 1%）四、仪器使用方法 (见 化学实验的精密仪器电导率仪) 五、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取2份 25.00cm30.1mol

6、 dm3HAc 溶液，分别注入 2 只锥形瓶中，各加2 滴酚酞溶液。分别用标准NaOH 溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，计算滴定所用的标准NaOH 溶液的体积，从而求得HAc 溶液的准确浓度。重复上述实验，求出两次测定HAc 溶液浓度的平均值。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - （二）系列醋酸溶液的电导率的测定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取25.00cm3已标定的 H

7、Ac 溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cm3去离子水与上述 HAc 溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用铂黑电导电极，将高低周开关拨到 “ 低周” ，测定所配制的 HAc 溶液的电导率。随后，用移液管从已测定过电导率的溶液中取出25.00cm3，并弃去；再用另一支移液管加入25.00cm3去离子水1注1，搅拌均匀，测定此稀释后HAc 溶液的电导率。如此不断稀释，测定电导率共46次。记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k 数据。根据表 2.1 的数值，得到实验室温下 HAc 无限稀释时的摩尔电导,m2注2。 再按式 (2.4)计算不同超始浓度时的摩尔电导m。即可由式

8、 (2.5)求得各浓度时 HAc 的解离度。根据式 (2.2)或式(2.6)的计算，取平均值，可得HAc 的解离常数 Ka。六、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定表一实验编号滴定后 NaOH 液面的位置3a2cm)OHN(V滴定前 NaOH 液面的位置31cm)NaOH(V滴定中用去NaOH 溶液的体积3cm)NaOH(V两次滴定用去NaOH 体积的平均值3avcm)NaOH(V标准 NaOH 溶液的浓度)dmmol()NaOH(c3滴定中取用HAc 溶液的体积3cm)HAc(VHAc溶液的浓度)dmmol()HAc( c3)()()(HAcVNaOHVNaOHcav注 1 为使实验结果不

9、产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2 10-3S m-1。注 2 若室温不同于表2.1 中所列温度，可用内插法近似求得所需的,m值。例如，室温为295K 时，HAc 无限稀释时的摩尔电导,m为1212,n121212molmS0373.0molmS)x0349.0(molmS0024.xK)291295(K)291298(molmxSmolmS)0349.00391.0(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - -

10、 - - （2）醋酸溶液的电导率、 醋酸的解离度和解离常数的测定表二实验编号HAc 溶液的起始浓度)dmmol()HAc(c30电导率)mS(k1摩尔电导)molmS(12m离解度)1 (20c或)(cm2m0,m,m2/0c4/0c8/0c16/0c32/0c实验时室温T/K无限稀释时的摩尔电导)molmS(12,mK七、预习要求1、了解两种不同方法测定HAc 解离度和解离常数的原理。2、预习实验及计算中的有效数字。3、 预习基本操作五中的容量瓶、 滴定管的使用以及精密仪器四 （电导率仪）。八、附录：测定醋酸解离度和解离常数的另外两个方法方法一： pH 法测定 HAc 的和 Ka （一）原理

11、在一定温度下，用pH 计（又称为酸度计）测定一系列已知溶液的HAc 溶液的 pH 值，按 pH=CHCcHc)()(lg。根据)cH(c0eq，即可求得一系列对应的 HAc 的解离度和)1(c20值。这一系列)1(c20值应近似为一常数，取其平均值，即为该温度时HAc 的解离常数 Ka。（二）方法1、醋酸溶液浓度的标定（同电导率法的标定）2、系列醋酸溶液的配制和pH 值的测定将上述已标定的 HAc 溶液装盛到玻璃塞式滴定管中，并从滴定管中分别放出48.00cm3、24.00cm3、12.00cm3、6.00cm3、3.00cm3该 HAc 溶液于 5 只干燥的烧杯（为什么需要干燥的？）中。注意

12、：接近所要求的放出体积时，应逐滴滴放，以确保准确度和避免过量。 藉另一支盛有去离子水的滴定管， 往后面 4 只烧杯中分别加入 24.00cm3、36.00cm3、42.00cm3、45.00cm3去离子水，使各烧杯中的溶液总体积均为 48.00cm3，混合均匀。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 按上述所配制的系列醋酸溶液由稀到浓的顺序，并按精密仪器四中的pH 计中的操作步骤分别测定各HAc 溶液的 pH 值。记录实

13、验时的室温，算出不同起始浓度 HAc 溶液的值及)1(c20值。 取所得)1(c20的平均值，即为 HAc的解离常数 Ka实验值。3、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定（同表一）（2）醋酸溶液的 pH 值、醋酸的解离度和解离常数的测定实验编号不同浓度 HAc 溶液的配制HAc 溶液起如浓度)dmmol()HAc(c30pH )dmmol()H( c3a )1 (c203cm)HAc(V32cm)OH(V48.00 0.00 24.00 24.00 12.00 36.00 6.00 42.00 3.00 45.00 实验室温 T/K= 醋酸的解离常数Ka= 方法二：缓冲溶液法测定HAc 的和

14、 Ka （一）原理根据缓冲溶液的计算公式)()(lgAccHAccpKpHeqeq(1) 若)Ac(c)HAc(ceqeq，则上式简化为pKpH由于KlgpK(2) 因而如果将 HAc 溶液分为体积相等的两部分，其中一部分溶液用NaOH 溶液滴定至终点（此时 HAc 即几乎完全转化为Ac） ，再与另一部分溶液混合，并测定该混合溶液（即缓冲溶液）的pH 值，即可得到HAc 的解离常数。测定时无需知道 HAc 和 NaOH 溶液的浓度。（二）方法1、等浓度的醋酸和醋酸钠缓冲溶液的配制用称液管量取 25.00cm30.1mol dm-3HAc 溶液置于锥形瓶中，加入2 滴酚酞溶 液 ， 用0.1mo

15、l dm-3NaOH溶 液 滴 定 至 终 点 。 另 用 移 液 管 量 取名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 25,00cm30.1mol dm-3HAc 溶液与上述滴定后的溶液混合，摇荡锥形瓶，使之混合均匀。2、醋酸和醋酸钠缓冲溶液pH 值的测定取适量上述相互混合的HAc-NaAc 溶液置于烧杯中， 按 pH 计的操作步骤测定其 pH 值。记录实验时室温，计算HAc 的解离常数 Ka。重复进行一次，求得两次数据的平均值。3、数据记录和处理实验时室温 T/KHAc-NaAc 混合溶液的 pH 值；HAc-NaAc 混合溶液的)dmmol()H(c3；HAc 的解离常数 K；平均值：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -