实验醋酸解离度和解离常数的测定

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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CH3C00H即HAc,在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：HAc( q) H2OCI)H3O ( q) Ac ( q)或简写为HAc( q) . H (aq) Ac (aq)其解离常数为Ka(HAc)(2.1)ceq(H ) c ceq (Ac ) cceq (HAcc如果HAc的起始溶度为8,其解离度为，由于 ceq(H ) ceq(Ac ) ca,代入式（2.1）得:(2.2)Ka(H

2、Ac) (co )2. (Co c。)cCo I (1 )c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Kao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）入为kA l（2.3）式中，k为电导率（电阻率的倒数），表示长度I为1m、截面积A为1m2导体的 电导；单位为Sm-1 o电导的单位为S西（门子）o在一定温度下，电解质溶液的电导 入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

3、表示在相距1cm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c（mol dm 3），于是溶液的摩尔电导为(2.4)kV 10 3k cm的单位为S m2 mol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与无限稀释时的摩尔电导 m,之比，即为该弱电 解质的解离度：m/ m,（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/K273291298303m, /

4、(S - m2 mol 1)0.02450.03490.03910.0428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:KaCom,m)(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（0100C，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 HAc(0.1

5、mol -dm 3)标准氢氧化钠NaOH(0.1mol dm-3,4位有效数字) 邻苯二甲酸氢钾 KHC6H4(COO)2(0.05mol dm 3)酚酞（1%）四、仪器使用方法（见 化学实验的精密仪器一一电导率仪）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 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

6、。(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 25.00cm?已标定的HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cnf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，

7、得 到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导 m, 2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(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Ka0六、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表实验编号In滴定后NaOH液面的位置V2(NaOHpcm滴定前NaOH液面的位置 VNaOH),.； cm滴定中用去NaOH溶液的体积V(NaOH)/cm3两次滴定用去 NaOH体积的平均值 Vav(NaOH)/cm3标准NaOH溶液的浓度c(NaOH (mol dm 3)滴定中取用HAc溶液的体积 V(HAc)cm3

8、HAc溶液的浓度c(HAc)/(mol dm 3)c(NaOH )Vav(NaOH )/V(HAc)注1为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2为0-3Sm-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(0.0391 0.0349)S mxS m2 mol 1(295 291)K 1x .0024S m moln, (0.0349 x)S m2 mol 10.0373S m2 mol 1 mol 1(298 291)K（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

9、号!73 m 浓 dm- /_k 亠 !7C 沦 A C(H A o H c电导率k/(S m 1)1dm2rn 电Q 灯 m离解度mm/.V 或 m,1 7 ( m20)5I2n458w651d2(smK 咏亠林寻 温邯 室释 时稀 验限 实无 K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=

10、 |gc（H ） c C（H ） C。根据ceq（H c。），即可求得一系 列对应的HAc的解离度 和co 2（1 ）值。这一系列co （1 ）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 48.00cnf、24.00cnf、12.00cm3、6.00cnf、3.00cm?该 HAc 溶液于 5 只干燥的烧杯（为什么需要干燥的？）中。注意：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

11、子水的滴定管，往后面4只烧杯中分别加 入24.00cm3、36.00cm3、42.00cnf、45.00cm5去离子水，使各烧杯中的溶液总体积 均为48.00cm5，混合均匀。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。记录实验时的室温，算出不同起 始浓度HAc溶液的 值及co 2 (1 )值。取所得co 2 (1 )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C0(HA/

12、(mol dm 3)pHc(H )； (mol dm3)ac 7(1 )V(HAc)/cm3V(H2O)；cniI48.000.00n24.0024.00出12.0036.00IV6.0042.00V3.0045.00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Ka(一) 原理根据缓冲溶液的计算公式pH pK lg ceq(HAc) ceq(Ac )(1)若ceq(HAc) ceq(Ac )，则上式简化为pH pK由于pK lg K(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

13、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25.00cm3 0.1mol dm-3HAc溶液置于锥形瓶中，加入2滴酚酞 溶液，用0.1mol dm-3NaOH溶液滴定至终点。另用移液管量取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Ka0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 c(H ) (mol dm 3); HAc的解离常数K; 平均值：