有机酸摩尔质量的测定

❀第三届化学分析实验技能比赛❀
有
机
酸
摩
尔
质
量
的
测
定
参赛成员：吕珍洁 胡梦云 赵忠臣
参赛班级：化学系2010级C班
有机酸摩尔质量的测定
一、实验目的
⒈熟悉物质的称量、溶液的配制和滴定分析的基本操作。
⒉学会标准溶液配制的直接法和间接标定法。
⒊学习Fra Baidu bibliotek掌握有机酸摩尔质量的测定原理和方法。
二、实验原理
大多数有机酸是固体酸，如草酸（pKa1=1.23, pKa2=4.19）,酒石酸（pKa1=2.85，pKa2=4.34），柠檬酸（pKa1=3.15， pKa2=4.77， pKa3=6.39）等，它们在水中都有一定溶解性。若浓度达0.1mol·L-1左右，且cKa≥10-8,则可用NaOH标准溶液滴定。因滴定突跃在弱碱性范围内，常选用酚酞作指示剂，滴定至终点溶液呈微红色，根据NaOH标准溶液的浓度和滴定时所消耗的体积及称取的纯有机酸的质量，可计算该有机酸的摩尔质量。当有机酸为多元酸时，应根据每一级酸能否被准确滴定的判别式（ ）及相邻两级酸之间能否分级滴定的判别式（ ）来判别多元酸与NaOH之间反应的计量关系，据此计算出有机酸的摩尔质量。
/g
CNaOH标准溶液/mol·L-1
/g·mol-1
的均值/g·mol-1
相对偏差/%
相对平均偏差/%
真实值/g·mol-1
210.14
相对误差/%
六、思考与讨论
1、Na2C2O4能否作为酸碱滴定的基准物质？为什么？
答：不能。在酸碱滴定中，作为标定酸标准溶液的基准物质的弱酸盐，必须满足一定的水解程度，也就是说，它的电离平衡常数数量级不超过10-6，而草酸的第一级电离平衡常数为5.9×10-2，不满足条件，所以不能用草酸钠作为酸碱滴定的基准物质。但草酸钠可以作为氧化还原滴定中标定高锰酸钾的基准物质。
用25.00ml移液管准确移取25.00mlKHC8H4O4溶液于250ml锥形瓶中，加入2～3滴酚酞试剂，用待标定NaOH溶液滴定，滴定至锥形瓶内溶液由无色变成浅红色，且在30s内不退色。读取并记录消耗的NaOH溶液的体积。如此平行标定三份，求取平均值。
4、柠檬酸摩尔质量的测定
用直接法在电子天平上准确称取柠檬酸固体( )g于干燥洁净烧杯中，加入40～50ml蒸馏水溶解，定量转移至100.00ml容量瓶中，再加蒸馏水稀释至刻度线定容，摇匀，贴上标签，备用。
三、主要试剂及仪器
NaOH固体（A.R.）；邻苯二甲酸氢钾基准试剂：在100～125℃下干燥备用；有机柠檬酸（C6H8O7·H2O,Mr=210.14g·mol-1）(A.R.)；酚酞指示剂；常量滴定用仪器：25.00ml碱式滴定管、25.00ml移液管、100.00ml容量瓶、250ml锥形瓶、500ml试剂瓶、称量纸和滤纸等。
四、实验步骤
1、NaOH溶液的配制
用台秤称取NaOH固体1.2g于干燥洁净烧杯中，用量筒量取300ml蒸馏水溶解并混匀，然后转移至500ml干燥洁净试剂瓶中，贴上标签，备用。
2、NaOH溶液浓度的标定
用直接法在电子天平上准确称取KHC8H4O4基准物质( )g于干燥洁净烧杯中，加40～50ml蒸馏水溶解，定量转移至100.00ml容量瓶中，再加蒸馏水稀释至刻度线定容，摇匀，贴上标签，备用。
4.在滴定操作中，使用碱式滴定管时，应特别注意拿捏位置，避免产生气泡；读数时，应从蝴蝶夹上取下滴定管，垂直放于眼前，使视线与凹液面相平，再读数。
5.数据处理时，应注意数据结果有效数字的位数。
编号
1
2
3
VNaOH始/ml
VNaOH末/ml
VNaOH耗/ml
NaOH消耗的平均体积/ml
/g
CNaOH/mol·L-1
NaOH溶液的平均浓度/mol·L-1
相对偏差/%
相对平均偏差/%
☞表Ⅱ柠檬酸摩尔质量的测定
编号
1
2
3
VNaOH始/ml
VNaOH末/ml
VNaOH耗/ml
NaOH消耗的平均体积/ml
七、注意事项
1.称取固体物质时，应轻而缓的抖动药匙，切记不可造成试样抛洒在称量纸之外的地方，并且药匙中多出的试剂不能倒回原试剂瓶中；读数时应待电子天平示数稳定后再读数。
2.溶解固体物质中，定量转移至容量瓶时，应注意“棒不离杯”，防止液体飞溅;用蒸馏水冲洗烧杯和玻璃棒多次，并将洗液一并转入容量瓶中。
3.润洗移液管和滴定管时，应从原试液瓶或容量瓶中直接取用；润洗移液管应特别注意不得使已吸取的液体落回原试液瓶中，以免污染原液。
用25.00ml移液管准确移取25.00ml柠檬酸溶液于250ml锥形瓶中，加入2～3滴酚酞试剂，用NaOH标准溶液滴定，滴定至锥形瓶内溶液由无色变成浅红色，且在30s内不退色。读取并记录消耗的NaOH标准溶液的体积。如此平行标定三份，求取平均值。
计算柠檬酸的摩尔质量。
五、实验数据的记录与处理
☞表ⅠNaOH溶液浓度的标定
查文献资料知，柠檬酸（C6H8O7·H2O）是三元弱酸（Ka1=7.4×10-4，Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7）,其三个不同级酸都能被准确滴定，但不能被分别滴定。柠檬酸溶液与NaOH溶液的化学反应方程式为：
可推算出柠檬酸摩尔质量的计算式：
本实验中，因为NaOH不是基准物质，所以不能用直接法配制NaOH标准溶液，因此采用间接标定法配制NaOH标准溶液。在此先粗配约0.1mol·L-1的NaOH溶液300ml,再选用邻苯二甲酸氢钾[缩写为KHP，Mr(KHC8H4O4)=204.22g·mol-1]作为基准试剂来标定NaOH溶液的浓度，邻苯二甲酸氢钾纯度高、稳定、不吸水，而且具有较大的摩尔质量。标定时可用酚酞作指示剂。NaOH溶液浓度的计算式为：
2、如果NaOH标准溶液在保存过程中吸收了空气中的CO2,用此标准溶液滴定同一种盐酸溶液时，分别选用甲基橙和酚酞作指示剂有何区别？为什么？
答：NaOH与CO2反应生成Na2CO3，所以NaOH标准溶液部分变质。甲基橙变色范围为pH3.1～4.4,酚酞变色范围为pH8.2～10.0,所以用部分变质的NaOH标准溶液滴定同一种盐酸溶液，选用甲基橙作指示剂，可将NaOH和Na2CO3滴定完全，而若选用酚酞作指示剂，只能滴定出NaOH的量，不能滴定出Na2CO3的量。