甲基红的酸离解平衡常数的测定 (2)精选文档.ppt

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1、甲基红的酸离解平衡甲基红的酸离解平衡常数的测定常数的测定本讲稿第一页，共十八页二、基本原理二、基本原理 甲基红（对甲基红（对-二甲氨基二甲氨基-邻邻-羧基偶氮苯）的分子式为：羧基偶氮苯）的分子式为：是一种弱酸型的染料指示剂。具有酸（是一种弱酸型的染料指示剂。具有酸（HMRHMR）和碱（）和碱（MRMR-）两）两种形式，它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸种形式，它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。在酸性溶液中它以两种离子形式存在：性溶液中呈红色。在酸性溶液中它以两种离子形式存在：本讲稿第二页，共十八页二、基本原理二、基本原理本讲稿第三页，共十八页二、基本原理二、基本

2、原理简单地写成：其离解平衡常数：本讲稿第四页，共十八页二、基本原理二、基本原理 由于由于HMR和和MR-两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单 缓冲体系中就很容易使颜色在缓冲体系中就很容易使颜色在pH=4 6范围内改变，范围内改变，因此比值因此比值MR-/HMR可用分光光度法测定而求得。可用分光光度法测定而求得。对一化学反应平衡体系，对一化学反应平衡体系，分光光度计测得的光密度包括各物质的贡分光光度计测得的光密度包括各物质的贡献。献。

3、根据朗伯根据朗伯-比尔定律比尔定律 ，当当c单位为单位为 ，的单位的单位为为cm时，时，a为摩尔吸光系数。为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液总的光密度由此可推知甲基红溶液总的光密度为：为：本讲稿第五页，共十八页二、基本原理二、基本原理 分别为在HMR和MR-的最大吸收波长处所测得的总的光密度。和 分别为在波长 和 下的摩尔吸光系数。各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得。例如，首先配制pH2的具有各种浓度的甲基红酸性溶液，将在波长 分别测定各溶液的光密度对浓度作图，得到一条直线，由直线斜率可求得 值，其余摩尔吸光系数求法类同，从而求出 MR-与HMR的相对量，再测得溶液pH值最后按（2）式求出

4、pK值。本讲稿第六页，共十八页三、仪器和试剂三、仪器和试剂TU-1810DASPC分光光度计一台（北京普析通用仪器责任有限公司）；PB-10 pH计一台（德国Sartorius）；100ml容量瓶7个；移液管；烧杯；量筒。0100C温度计一支。1、甲基红贮备液 0.5g晶体甲基红溶于450ml95%的乙醇中,用蒸馏水稀 释至500ml。2、标准甲基红溶液 取4ml贮备液加25ml95%的乙醇稀释至100ml。3、pH为4.003和6.864的标准缓冲溶液。本讲稿第七页，共十八页三、仪器和试剂三、仪器和试剂4、本讲稿第八页，共十八页四、实验步骤四、实验步骤1、TU-1810DASPC分光光度计使

5、用前应熟悉有关部分的操作。2、选择比色皿。3、测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-）的最大吸收波长。第一份溶液（A）：取10.00ml标准甲基红溶液，加10ml0.1 HCl，在容量瓶中用蒸馏水稀释至100ml。此时溶液的pH值大约为2，把甲基红看成完全以HMR式存在。第二份溶液（B）：取10.00ml标准甲基红溶液和25ml0.04 溶液稀释至100ml,此溶液的pH值大约为8,把甲基红看成完全以MR-式存在，取部分A液和B液分别放在本讲稿第九页，共十八页四、实验步骤四、实验步骤 2个1cm比色槽内，在350-600nm之间扫描它们相对于 水的光密度，找出最大吸收波长 和 。4、检验HMR

6、和MR-是否符合比耳定律并测定它们在 和 下的摩尔吸光系数（注意选择比色皿厚度）。取部分A 液和B液，分别各用0.01 HCl和0.01 的 稀释至它们原来的0.25，0.50，0.75 倍及原溶液，制成一系列待测液(若待测液的体积均为30ml，应先计算各试剂的用量）。在波长 和 下测定 本讲稿第十页，共十八页四、实验步骤四、实验步骤 这些溶液相对于水的光密度。由光密度对浓度作图 并计算在 下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-）的 及在 下的 。5、求不同pH值下HMR和MR-的相对量 在四个100ml的容量瓶中分别加入10.00ml标准 甲基红溶液和25ml0.04 溶液，并分 别加入50m

7、l，25ml，10ml，5ml之0.02 的 然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测 液,测定在 和 下各溶液的光密度 。用pH 计测得各溶液的pH值（详见仪器说明书）。本讲稿第十一页，共十八页四、实验步骤四、实验步骤 由于在 和 下所测得的光密度是HMR和MR-光密度的总和，所以溶液中HMR和MR-的相对量可由（3）和（4）方程组求得。将此公式代入（2）式，即可计算得出甲基红的酸离解平衡常数。本讲稿第十二页，共十八页五、数据记录和处理五、数据记录和处理实验温度：酸式最大吸收波长：碱式最大吸收波长：采用的酸式吸收波长：采用的碱式吸收波长：本讲稿第十三页，共十八页五、数据记录和处理五、数据记录和处

8、理 表1、不同浓度甲基红溶液的光密度 本讲稿第十四页，共十八页五、数据记录和处理五、数据记录和处理 表2、待测液光密度及pH数据本讲稿第十五页，共十八页五、数据记录和处理五、数据记录和处理 表3、数据处理结果 计算公式：本讲稿第十六页，共十八页六、思考讨论题六、思考讨论题1、在本实验中，温度对测定结果有何影响？采取哪些措施 可以减少由此引起的实验误差？2、甲基红酸式吸收曲线和碱式吸收曲线的交点称之为“等色点”，讨论在等色点处光密度和甲基红浓度的关系。3、为什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？4、在光密度测定中，应该怎样选用比色皿？本讲稿第十七页，共十八页七、进一步工作的建议七、进一步工作的建议 对已知许多简单的缔合和离解类型的反应，如甲基橙在水溶液中的离解平衡等，在溶液中包含的反应物和产物，在可见光范围内具有特征吸收，因此可以象在本实验中讲述的那样研究这些反应的平衡，得出pK值。本讲稿第十八页，共十八页