甲基红实验报告

浙江万里学院生物与环境学院

化学工程实验技术实验报告

实验名称：甲基红解离常数的测定

一、 实验预习（30分）

1． 实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩

2． 实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3． 预习报告（10分）

指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩

（1） 实验目的

1． 测定甲基红的酸离解平衡常数。 2． 掌握分光光度计和酸度计的使用方法。 （2） 实验原理

甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）

是一种弱

酸型的染料指示剂，具有酸（HMR ）和碱（MR －）两种形式，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。 在溶液中存在一个离解平衡，简单地写成：

HMR

H ＋

＋ MR －

甲基红的酸形式 甲基红的碱形式

其离解平衡常数： （1） （2）

由于HMR 和MR －

两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离子强

θ

θθ

θ

c HMR c c MR c c H c K b /)(/)(/)(-+⋅=

)](/)(lg[HMR c MR c pH pK b --=θ

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CH 3COOH －CH 3COONa 缓冲体系中就很容易使颜色在pH ＝4～6范围内改变，因此比值[MR －]/[HMR]可用分光光度法测定而求得。 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

献，根据朗伯－比尔定律

lg

I

D acl I =-=，当c 单位为mol ·L －1，l 单位

为cm 时，a 为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液中总的光密度为：

D A ＝ a A ，HMR [HMR] l + a A ，MR -[MR －

] l （3） D B ＝ a B ，HMR [HMR] l + a B ，MR -[MR －

] l （4） 实验中若使用1cm 比色皿，即l ＝1，则由（3）式得：

[],,A A HMR A MR D a HMR l

MR a l

--

-⎡⎤=

⎣⎦ （5）

将（5）式代入（4）式得：

[],,,,,,()B A

A MR

B MR B HMR A HMR A MR B MR a D a D HMR a a a a l

-----=

- （6）

D A 、D B 分别为在HMR 和MR 的最大吸收波长处所测得的总的光密度。a A ，HMR 、a A ，MR - 和a B ，HMR 、a B ，MR - 分别为在波长λA 和λB 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。

[MR －

]与[HMR]的相对量可由（5）、（6）式得出，pH 值可由酸度计测定得出；最后按（2）式求出pK 值。

（3） 实验装置与流程： 1．调节仪器

打开酸度计、分光光度计的电源，预热20分钟；

2．测定甲基红酸式（HMR ）和碱式（MR －

）的最大吸收波长。 测定下述两种甲基红总浓度相等的溶液的光密度随波长的变化，即可找出最大吸收波长。

第一份溶液（A ）：取10mL 标准甲基红溶液，加10mL 0.1mol ·L -1

HCl ，稀释至100mL ，此溶液的pH 值大约为2，因此甲基红完全以HMR 式存在。 第二份溶液（B ）：取10mL 标准甲基红溶液和25mL0.04mol ·L -1

CH 3COONa 溶液，稀释至100mL ，此溶液的pH 值大约为8，因此甲基红完全以MR －

式存在。

取部分A 液和B 液分别放在2个1cm 比色皿内，在350～600nm 之间测定它们相对于水的光密度。由光密度对波长作图，找出最大吸收波长λA 、λB 。

3．检验HMR 和MR —

是否符合比尔定律并测定它们在λA 、λB 下的摩尔吸光系数。

取部分A 液和B 液，分别各用0.01 mol ·L -1

的HCl 和 0.01 mol ·L -1

的CH 3COONa 稀释至它们原浓度的0.75，0.50，0.25倍及原溶液，制成一系列待测液。在波长λA 和λB 下测定这些溶液相对于水的光密度。4．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10mL 标准甲基红溶液和25mL 0.04 mol ·L -1

CH 3COONa 溶液，并分别加入50mL 、25mL 、10mL 、5mL 的0.02 mol ·L

-1

的CH 3COOH ，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测定在λA 和λB 下各溶液的光密度D A 和D B 。用酸度计测得各溶液的pH 值。

（4） 简述实验所需测定参数及其测定方法：

1.测定甲基红酸式（HMR ）和碱式（MR －

）的最大吸收波长。 测定下述两种甲基红总浓度相等的溶液的光密度随波长的变化，即可找出最大吸收波长。

2. 取部分A 液和B 液分别放在2个1cm 比色皿内，在350～600nm 之间测定它们相对于水的光密度。由光密度对波长作图，找出最大吸收波长λA 、λB 。

3. 在波长λA 和λB 下测定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λA 下甲基红酸式（HMR ）和碱式（MR －

）的a A ，HMR 、

a A ，MR -及在λB 下的a B ，HMR 、a B ，MR -。

4. 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10mL 标准甲基红溶液和25mL 0.04 mol ·L -1

CH 3COONa 溶液，并分别加入50mL 、25mL 、10mL 、5mL 的0.02 mol ·L

-1

的CH 3COOH ，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测定在λA 和λB 下各溶液的光密度D A 和D B 。用酸度计测得各溶液的pH 值。

（5） 实验操作要点： 1) 恒温；

2) 改变测试波长，稍等片刻，重新调整0和100%后，比色皿光面通