分光光度法测定甲基红电离常数
甲基红的酸碱电离平衡常数的测定
甲基红的酸碱电离平衡常数的测定一目的要求：1.测定弱电解质的电离平衡常数。
2.了解指示剂变色反应原理。
3.学会使用分光光度计及数字酸度计。
( 二简要原理：三.仪器，试剂及文献数值:1.仪器试剂：分光光度计一台（722），数字酸度计一台，容量瓶（100mL,1000mL），移液管(10mL)，吸量管(10mL)，量筒 (10mL,25mL,100mL)，锥形瓶(50mL)；HCl 溶液(0.01mol.L-1，0.1mol.L-1)，NaAc溶液(0.01mol.L-10.04mol.L-1),HAc溶液(0.02mol.L-1)，甲基红晶体，乙醇(95%)。
2.文献数据298.2-303.2K，甲基红的pK为5.05±0.05四.预习思考：1.写出朗伯比尔定律的数学表达式和吸光度的定义式，指出决定吸光度大小的因素。
2.在制备溶液时，所用Hcl,HAc,NaAc溶液起什么作用？3.用分光光度法进行测定时，为什么要用空白溶液来校正零点？理论上应该用什么溶液作为空白溶液？本实验用的是什么?4.试分析吸光度不应小于零而小于零的原因？5.使用分光光度计和pH计时应注意什么？五.实验操作要点：1.为了保持光电管的寿命，在不进行测定的时候，应将比色黑暗室盒子打开。
2.比色皿每次使用完毕后，应用蒸馏水冲洗，倒置晾干，存放于比色皿的盒子内。
在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏或产生斑痕而影响它的透光率。
3.仪器的连续使用不超过2小时，如使用时间较长，则中途间歇半小时再用。
4.分光光度计和PH计应在接通电流20-30min后测定，保证数据的稳定性。
5.波长改变后，722 型分光光度计应重新校正。
6.使用722 型分光光度计时，电源部分需加一稳压电源，以保证测定数据稳定。
7.玻璃电极在使用前，需在蒸馏水中浸泡，玻璃电极的玻璃很薄，很容易破碎，因此使用时切不可与任何硬物相碰。
8.实验数据处理过程中，特别要注意有效数字的保留。
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（2）用移液管准确吸取10ml甲基红标准溶液移入100ml容量瓶中，加入25ml0.04mol/LNaAc溶 液，用水稀释至刻度。此溶液pH值约为8，甲基红绝大部分以MR-存在，称为B液，颜色为黄色；
31 （3）用0.01mol/LHCl溶液和0.01mol/LnaAc溶液分别准确稀释A液和B液至原刻度的 4 、 2 、和
四．实验步骤
1．722型分光光度计的调节和使用
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2．吸光系数 K1,HMR 、 K1,MR− 、 K 2,HMR 、 K 2,MR− 的测定
（1）用 移 液 管 准 确 吸 取 10ml 甲 基 红 标 准 溶 液 移 入 100ml 容 量 瓶 中，加 入 10ml0.1mol/LHCl 溶 液，用水稀释至刻度。此溶液pH值约为2，甲基红绝大部分以HMR存在，称为A液，颜色为深红；
c MR − 计算出 cHMR 。
2．不同酸度甲基红溶液吸光度和pH值测定结果及计算
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A1
A2
c MR
−
lg cHMR
pH pKc
3．25℃时pKc的文献值为4.95，求各测定值的相对误差。
性，当溶液中含有多种组分时，总吸光度等于各组分吸光度之和。现溶液中HMR和M R − 的浓度分
别为 cHMR 和 cMR− ，A1和A2为在波长 λ1 和 λ2 下测得的总吸光度，则
甲基红酸解离平衡常数的测定
实验十三 甲基红酸解离平衡常数的测定（分光光度法）一、实验目的1、掌握用分光光度法测酸解离常数的方法。
2、学会使用2100型分光光度计和利用酸度计测pH 值的方法。
二、实验原理酸式甲基红：HMR 和碱式甲基红：MR — 有下列平衡存在：HMR （红） ﹦ H + + MR —（黄）其解离平衡常数可表示为：[][][]HMR MR H K -+= ；两边取负对数得：[][]HMR MR pH pK --=lg-------①只要测出溶液的pH 和浓度比〔RM —〕/〔HMR 〕即可。
平衡体系的pH 值可由酸度计直接测出来，而RM —与HMR 在可见区内均有一个强的吸收峰故 〔RM —〕/〔HMR 〕则可通过分光光度法来求的。
物质对光的吸收情况我们要明确下列三点： ①物质对光的吸收符合吸收定律（朗伯—比尔定律）其定义： 0I I T =。
T 为透光度（率）两边取负对数：)(lg 1lglg 0吸光度A II T T ===-。
c l a A =称之吸收定律。
式中l 为溶液的光径长度即比色皿厚度（cm ），C 为溶液的浓度（mol/L ），a 为摩尔吸光系数，a 是与入射光波长0λ、物质种类、温度有关的常数即：0()a f T λ=、物质种类、。
则)(0c l T f A 、、、物质种类、λ=。
②物质对光的吸收是有选择性的。
物质对不同波长的光的吸收能力不同（A 不同），物质对某一波长的光的吸收能力强（A 较大）对另一波长的光的吸收能力弱（A 较小），以0λ→A 作图得到的曲线称吸收曲线（光谱），该曲线上A max 对应的0λ称最大吸收波长m ax λ要测溶液的A 在m ax λ处最灵敏，准确度最高。
③A 具有加和性。
某一溶液中含有i 种物质则溶液的∑=iAA 。
根据c l a A = 要测C HMR 需在)(max A HMR λλ⋅下测HMR 的A ；要测C MR — 需在)(max B MR λλ⋅-下测MR —的A 。
用分光光度法测定弱电解质的电离常数
溶液b的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长λa 和λb。 2. 实验步骤3中得到四组A-C关系图，从图上可求得 单组分溶液a和溶液b在波长各为λa和λb时的四个 吸光系数 3. 由实验步骤4所测得的混合溶液的总吸光度，根据 (8)、(9)两式，求出各混合溶液中［MR-］、 ［HMR］值。 4. 根据测得的pH值，按(2)式求出各混合溶液中甲基 红的电离平衡常数，对4个K值求平均。
【仪器试剂】
752分光光度计1台；精密pH计1台；pH 复合电极；容量瓶；烧杯；移液管。
95%乙醇(A.R.)；HCl(0.1mol· dm-3)；甲 基红(A.R.)；醋酸钠(0.05mol· dm-3、 0.01mol· dm-3)；醋酸(0.02mol· dm-3) 。事项】
甲基红溶液、甲基红标准溶液配好后应盛于棕 色瓶中。 使用分光光度计时，先接通电源，预热20min。 为了延长光电管的寿命，在不测定时，应将暗 盒盖打开；注意拉杆的使用（光路不通？）。 使用精密pH计前应预热，使仪器稳定，然后 标定。使用中注意保护电极，使用后套上装有 电极补充液的电极套。 本实验数据处理可用Excl处理，但要设计好页 面。
接通电压，预热仪器。测定溶液a和溶液b的吸收光谱
曲线，求出最大吸收峰的波长λa和λb。
波长从360nm开始，每隔20nm测定一次，在吸收高
峰附近，在40nm范围内，每隔5nm测定一次，每改 变一次波长都要用空白溶液校正，直至波长为620nm 为止。作A-λ曲线。
求出波长λa和λb值。
【数据处理】
【目的要求】
1. 用分光光度法测定弱电解质的电离常 数。 2. 掌握分光光度法测定甲基红电离常数 的基本原理。 3. 掌握分光光度计及pH计的正确使用方 法。
甲基红解离常数
甲基红解离常数实验⼀甲基红的酸离解平衡常数的测定⼀、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。
⼆、基本原理甲基红（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：HMRH ＋＋ 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CH3COOH －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0lgI D aclI =-=，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：θθθθcHMR c c MR c c H c K b /)(/)(/)(-+=)](/)(lg[HMR c MR c pH pK b --=θ[],,A A HM R A M R D a HM R lM R a l---??=??（5）将（5）式代⼊（4）式得：[],,,,,,()B AA M RB M R B H M R A H M R A M R B M R a D a D H M R 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。
分光光度计法测定甲基红离解常数 实验数据处理
分光光度计法测定甲基红离解常数实验数据处理实验数据处理1. 分光光度计检测设备校准在实验前，首先需要进行仪器校准。
仪器校准的目的是确保分光光度计测量的数据精确可靠。
仪器校准需要进行两次，第一次是对零点进行校准，第二次是对波长进行校准。
具体步骤如下：（1）零点校准使用高纯水填充比色皿，并调整比色皿间距至适当位置。
把红外线筛片打开，把比色皿放入比色池，并调整宽度到适当位置。
然后，选择“零”或“100%T”模式，点击“零点校准”按钮，待数字显示为零时校准结束。
（2）波长校准调节器上的波长显示器显示的数字应与容器中所含的指定化合物的波长匹配。
将目标溶液（即甲基红溶液）加入比色皿中放到比色池中，将波长调节到目标波长，如果波长显示不准确，使用调节器进行纠正，待数字显示准确后校准结束。
2. 熟悉甲基红离解反应反应机理甲基红是一种酸性染料，它在水溶液中会发生离解反应，产生甲基红负离子和H+离子。
该反应可以表示为：HMR ⇌ MR- + H+反应深度可以用甲基红离解常数（K）表示：3. 数据分析（1）绘制甲基红吸收光谱根据不同浓度甲基红溶液的吸收光谱，可以绘制出一个甲基红的吸收光谱曲线，如下图所示。
图中横轴为波长，纵轴为吸光度。
（2）确定反应物与产物的浓度假设甲基红初始浓度为C0，吸收光度为A0，在稀释成C1浓度时，吸光度为A1，则有：A0 = εlC0其中，ε为摩尔吸光系数，l为光程（比色皿间距），C为溶液浓度。
计算出A0和A1之后，可以根据上述公式求出反应物和产物的浓度。
（3）计算离解常数根据反应式，在平衡时，反应物和产物浓度之比等于离解常数K。
C(H+)/ C(MR-) = K = A/(1-A)(εr/εMR)最终，计算出不同浓度下的离解常数K值，可以绘制出浓度与K值的曲线。
根据这条曲线，可以得到K值与浓度之间的关系，并计算出甲基红的离解常数。
实验四 分光光度法测定弱电解质的
实验四分光光度法测定弱电解质的电离常数一、目的1、学会用分光光度法测定弱电解质的电离常数的物理方法2、学会721型分光光度计和pH计的使用方法二、原理当用波长为λ的光，通过任何均匀而透明的介质时，由于物质对光的吸收作用而使透射光的强度（I）比入射光的强度（I0）要弱，其减弱的程度与所用的波长（λ）有关，又因分子结构不同的物质对光的吸收有选择性，因此不同物质在吸收光谱上所出现的吸收峰的位置及其形状，以及在某一波长范围内吸收峰的数目和峰高都与物质的特性有关。
分光光度法是根据物质这种选择性的特点建立起来的，这一特点不仅是研究物质内部结构的基础，也是许多定性分析、定量分析的基础。
根据朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律，溶液对于单色光的吸收遵守下列关系式：D = log（I / I0）= K L C (1)式中：D—消光度（或光密度）I / I0—透光率K—摩尔消光系数，它是溶液的特性常数L—被测溶液的厚度（即比色杯的厚度）C—溶质的量浓度在分光光度分析中，我们将一系列的单色光，分别依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光的消光度，以消光度（D）对波长（λ）作图可以得到该物质的吸收光谱线，如图4-1所示。
图4-1 吸收光谱曲线从（1）式中可以看出，对于固定厚度的比色杯，在对应最大吸收峰的波长（λ）上测定某物质不同浓度C的消光度D，若该溶液遵循朗伯—比耳定律，以D对C作图应得一直线。
然后在相同的条件下，测出待测液的消光度D，我们就可以从D—C线上找出待测液的浓度，这就是定量分析的基础。
以上讨论的是对于单组份的情况。
如果含有两种以上组份的溶液，情况就要复杂一些。
下面我们分组进行讨论：1． 若两种被测组份的吸收曲线彼此不相重合而又遵守朗伯—比耳定律，这种情况很简单，就等于测量两种单组份溶液。
2. 若两种被测组份的吸收曲线相重合，又遵守朗伯—比耳定律，则可在两波长λ1及λ2（λ1，λ2是两种组分在单独存在时，吸收曲线最大吸收峰的波长）测定其消光度，然后换算成被测物质的浓度。
甲基红离解常数的测定
实验二 甲基红离解平衡常数的测定实验时间216.10.30材化14化学 王壮 1409401080一、实验目的1.学会用分光光度法测定溶液各组分浓度，并由此求出甲基红离解平衡常数。
2.掌握可见分光光度计的原理和使用方法。
二、实验原理1.溶液中各组分含量的测定分光光度法是对物质进行定性分析、结构分析和定量分析的一种手段，而且还能测定某些化合物的物化参数，例如摩尔质量，配合物的配合比和稳定常数以及酸碱电力常数等。
测定组分浓度的依据是朗伯-比尔定律：一定浓度的稀溶液对于单色光的吸收遵守下式'A K c l =⋅⋅A 为吸光度，l 为溶液的厚度，c 为溶液浓度；'K 为吸光系数。
根据：520520520HMR MR AAA-=+总 （1）（2）因此可得：''520520520[][]HMR MRA K HMR K MR --=+总 （3）''430430430[][]HMR MR AKHMR KMR --=+总（4）[]HMR 式(3)得： ''520520520[][][]HMR MR A MR K K HMR HMR --=+总 （5） []HMR 式(4)得： ''430430430[][][]HMR MR A MR K K HMR HMR --=+总 （6） 式(5)式(6) 得： ''520520520''430430430[][][][]HMR MR HMR MR MR K KAHMR MR AK K HMR ----+=+总总 整理化简得： ''430520520430''520430430430[][]HMR HMRMR MR A K A K MR HMR A K A K ----=-总总总总 （7） 2.甲基红酸碱指示剂pK 值的测定根据甲基红在水中的电离平衡：()()+HMR MR H -+酸型碱型430430430HMR MR A A A -=+总平衡常数为：[][][]H MR K HMR +-=令lg K pK -=，则[]lg []MR pK pH HMR -=-其中pH 可用pH 计测出。
2017级化学工程物理化学实验资料-测定弱电解质的电离常数---分光光度法
（2）吸光度的测定
1.用7200分光光度计由波长360nm至620nm间隔20nm分别测定溶液A和溶液B的吸光度，再根据所得的数据使A液在430nm至535nm间隔5nm测定一组吸光度，再在B液在410nm至435nm间隔5nm测定一组折光率。
对于固定长度吸收槽，在对应最大吸收峰的波长（ ）下测定不同浓度c的吸光度，就可作出线性的 线，这就是光度法的定量分析基础。
以上讨论是对单组分溶液的情况，对两种以上组分的溶液，情况就要复杂一些。
（1）若两种被测定组分的吸收曲线彼此不相重合，这种情况很简单，就等于分别测定两种单组分溶液。
（2）若两种被测定组分的吸收曲线相重合，且遵守朗伯-比尔定律，则可在两波长 和 时测定其总吸光度，然后换算成被测定的浓度。
根据朗伯-比尔定律，假定吸收槽的波长一定，则
设 、 分别代表 和 时混合溶液的总吸光度，则
此处 分别代表 和 时组分A和B的吸光度。由 可知：
将上式代入 得到：
这些不同的K值均可由单组分溶液求得。也就是说，在单组分溶液的最大吸收峰的波长 处，测定吸光度A和浓度C的关系。如果在该波长处符合朗伯-比尔定律，那么 为直线，直线的斜率即为K值， 、 是会和溶液在 和 处测定的总的吸收度，因此根据 式和 式即可计算混合溶液中组分A和组分B的浓度。
（2）用分光光度法进行测定时，为什么要用空白溶液校正零点？理论上应该用什么溶液校正？在本实验中用的是什么？为什么？
九．实验小结
五．实验步骤
（1）配制溶液
取12mol/L的盐酸分别配制250ml的0.1mol/L和0.01mol/L的盐酸溶液；
分光光度计法测定甲基红离解常数实验数据处理
分光光度计法测定甲基红离解常数实验数据处理实验数据处理是分光光度计法测定甲基红离解常数实验的重要环节。
下面我将就实验数据的处理进行详细的阐述。
一、数据收集在实验过程中，我们需要收集一系列数据，包括甲基红的原始浓度、加入不同酸或碱的量、反应后的吸光度等。
这些数据将用于后续的数据处理和分析。
二、数据整理收集到数据后，我们需要进行数据整理。
首先，我们需要将数据进行排序，按照实验条件进行分类。
然后，对于每个实验条件下的吸光度，我们需要进行去噪处理，以消除噪声对数据的影响。
最后，我们需要将数据进行归一化处理，使得不同实验条件下的数据具有可比性。
三、数据分析数据分析是实验数据处理的重点。
首先，我们需要根据实验条件和吸光度之间的关系，建立回归模型。
然后，我们使用回归模型对实验数据进行拟合，得到甲基红离解常数的估计值。
最后，我们需要对估计值进行误差分析，以评估实验结果的可靠性。
四、结果呈现在得到甲基红离解常数的估计值后，我们需要将其呈现出来。
通常，我们使用图表或表格的形式来呈现结果。
图表或表格应该清晰地展示出实验条件、吸光度、以及甲基红离解常数的估计值之间的关系。
同时，我们还需要对结果进行适当的解释和讨论。
五、结论总结在完成上述数据处理和分析后，我们需要总结实验结果。
根据实验数据，我们可以得出甲基红离解常数的估计值以及误差范围。
通过与其他实验条件下的结果进行比较，我们可以得出该条件下甲基红离解常数的最佳估计值。
此外，我们还可以得出实验的局限性以及未来改进的方向。
六、注意事项在进行数据处理时，需要注意以下几点：首先，要保证数据的准确性。
如果数据不准确，那么后续的分析和结论就都是错误的。
其次，要合理地选择数据处理方法。
不同的数据处理方法可能得到的结果不同，因此需要根据实验的具体情况和需求选择合适的方法。
最后，要注意数据的可比性。
在进行数据处理时，需要将不同实验条件下的数据进行归一化处理，以保证数据的可比性。
同时，还需要注意数据的可重复性。
甲基红的实验报告
一、实验目的1. 掌握分光光度法测定弱电解质电离常数的基本方法和原理。
2. 进一步掌握分光光度计及酸度计的使用方法。
3. 通过实验测定甲基红的酸解离平衡常数。
二、实验原理甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）是一种弱酸型染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR）两种形式。
在溶液中，甲基红存在以下平衡：HMR ⇌ MR- + H+甲基红的酸解离平衡常数（Ka）可以通过以下公式表示：Ka = [MR-][H+] / [HMR]其中，[MR-]和[HMR]分别为碱形式和酸形式的甲基红浓度，[H+]为溶液中氢离子的浓度。
利用分光光度法，可以测定溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度，从而计算出甲基红的酸解离平衡常数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分光光度计、酸度计、移液管、容量瓶、锥形瓶、比色皿等。
2. 试剂：甲基红、盐酸、氢氧化钠、盐酸溶液（pH 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0）、缓冲溶液（pH 4.0、5.0、6.0）。
四、实验步骤1. 准备标准溶液：分别配制不同pH值的甲基红溶液，浓度约为1×10^-5 mol/L。
2. 标准曲线绘制：将不同pH值的甲基红溶液，在特定波长下测定其吸光度，以吸光度为纵坐标，pH值为横坐标绘制标准曲线。
3. 待测溶液的测定：将待测溶液稀释至适当浓度，测定其在特定波长下的吸光度。
4. 计算酸解离平衡常数：根据标准曲线，计算出待测溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度，进而计算甲基红的酸解离平衡常数。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制：以吸光度为纵坐标，pH值为横坐标绘制标准曲线，线性相关系数R²约为0.99，说明标准曲线具有良好的线性关系。
2. 待测溶液的测定：待测溶液在特定波长下的吸光度为0.623。
3. 酸解离平衡常数的计算：根据标准曲线，待测溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度分别为1.2×10^-5 mol/L和2.5×10^-5 mol/L，计算得到甲基红的酸解离平衡常数为5.2×10^-6 mol/L。
分光光度计法测定甲基红离解常数 实验数据处理
V 、Data treatmentPart 1：Measure the maximum absorptionGraph 1: Absorption of solution AConclusion ：from the Graph 1，we can get the wavelength for the maximumabsorption of solution A is 520 nm.Graph 2: Absorption of solution BConclusion ：from the Graph 2，we can get the wavelength for the maximumabsorption of solution A is 430-440 nm.Part 2：Test the Beer’s lawNote：because it is always acidic through the process, we can ignore the absorotion of MR.Graph 3：Absorption of HMR in different concentrations（520nm )(the forth data is ignored due to its large derivation)Graph 4：Absorption of HMR in different concentrations（430nm ) Conclusion：(C0=1.851*10-5) from the Graph 3，the slope is 1.2510, so §HNM520=1.2510/(C0=1.851*10-5)=6.79*104，from the Graph 4，the slope is 0.166, so §HNM430=0.166/(C0=1.851*10-5)=8.97*103 .Note：because it is alkaline through the process, we can ignore the absorotion of HMR.(the second data is ignored due to its large derivation)Graph 5：Absorption of MR- in different concentrations（520nm )(the forth data is ignored due to its large derivation)Graph 6：Absorption of MR- in different concentrations（430nm ) Conclusion：(C0=1.851*10-5) from the Graph 5，the slope is 0.052, so §NM-1520=0.052/(C0=1.851*10-5)=2.81*103，from the Graph 6，theslope is 0.836, so §NM-1430=0.836/ (C0=1.851*10-5)=4.52*104.Part 3：the ratio VS the pH：to get the kNote：the ratio(MR-/HMR) is calculated frompK= pH - lg(MR-/HMR)Conclusion：so the average number of pK is 3.8803then we get the k=1.317*10-4VI、Question and Discussion✧Q1：W ould the measurement results be influenced by the temperature？howto avoid or minimize the influences？Answer：Y es, for the reason that the k value of the methyl red will be changed with the temperature, which will also result in the change of the ratio of (MR-/HMR) and the measurement of the absorption. So we should measure all the data at the same temperature to minimize the influences.✧Q2：Can we still use the similar method to measure the equilibriumcoefficient if the sample solution is colorless ？Answer：Y es, this method is not limited in the visible light area, it can also be used in the area of UV and IR areas for the reason that it is determinedby the inter structure and interaction of substances. It also presents absorption in the area of UV and IR.✧Q3：W ould it affect the measurement results if the solution volumes are notaccurately pipetted when you are preparing solutions 7#-10#？Answer : There is no influences on the final results. According to the equation pK= pH - lg(MR-/HMR), the value MR-/HMR corresponds to a Ph value, so the pK won’t be changed if the solution volumes are notaccurately pipetted.✧D1: According to literature, the value pk of methyl red at the roomtemperature is about 5.05, however, we get 3.8803. Here are some reasons which may contribute to the deviation：The temperature，which has been talked about in Q1.The preparation of solution in A and B may also result the error, we should let one student to do the all pipettation and each time we shouldwish the pipette and any glass container with the solution.The errors comes from equipment, eg. W e cannot get the total monochromatic light.Actually, the Beer’s law just applies to the dilute solutions, it may also cause some errors.W e ignore the volume change when we prepare solutions of different concentrations. It will also cause some error because the volume cannotbe just added without the consideration of volume change.The fresh prepared solution should be placed for a period to let the solution turn uniform.W e also ignore the ignore the absorotion of HMR and MR-1 in the acidic and alkaline solution respectively.✧D2: W e use 520nm and 430nm to test the Beer’s law for the reason that themaximum absorption led to high sensitivity. Actually, the maximum absorption of solution B is about 435nm in our experiment.。
甲基红离解平衡常数的测定
实验二 甲基红离解平衡常数的测定一、实验目的1.学会用分光光度法测定溶液各组分浓度，并由此求出甲基红离解平衡常数。
2.掌握可见分光光度计的原理和使用方法。
二、实验原理1.分光光度法分光光度法是对物质进行定性分析、结构分析和定量分析的一种手段，而且还能测定某些化合物的物化参数，例如摩尔质量，配合物的配合比和稳定常数以及酸碱电力常数等。
测定组分浓度的依据是朗伯-比尔定律：一定浓度的稀溶液对于单色光的吸收遵守下式lgI A klcI == (1)A 为吸光度，I/I 0为透光率T ，k 为摩尔吸光系数（与溶液的性质有关），l 为溶液的厚度，c 为溶液浓度。
在分光光度分析中，将每一种单色光，分别依次通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度A 对波长λ作图，就可以得到该物质的分光光度曲线，或吸收光谱曲线，如图1所示。
由图可以看出，对应于某一波长有一个最大的吸收峰，用这一波长的入射光通过该溶液就有着最佳的灵敏度。
图1 分光光度曲线从(1)式可以看出，对于固定长度吸收槽，在对应最大吸收峰的波长(λ)下测定不同浓度c 的吸光度，就可作出线性的A~c 线，这就是光度法的定量分析的基础。
以上讨论是对于单组分溶液的情况。
对含有两种以上组分的溶液，情况就要复杂一些：①若两种被测定组分的吸收曲线彼此不相重合，这种情况很简单，就等于分别测定两种单组分溶液。
②两种被测定组分的吸收曲线相重合，且遵守Lambert-Beer定律，则可在两波长λ1及λ2时(λ1、λ2是两种组分单独存在时吸收曲线最大吸收峰波长)测定其总吸光度，然后换算成被测定物质的浓度。
根据Beer-Lambert定律，假定吸收槽的长度一定(一般为1cm)，(2)(3)(4)此处A Aλ1、A Aλ2、A Bλ1、A Bλ2分别代表在λ1及λ2时组分A和B的吸光度。
由(3)式可得：(5)将(5)式代入(4)式得：(6)这些不同的K值均可由纯物质求得。
也就是说，在各纯物质的最大吸收峰的波长λ1、λ2时，测定吸光度A和浓度c的相关，如果在该波长处符合朗伯-比尔定律，那么A~c为直线，直线的斜率为K值。
甲基红电离常数的测定
甲基红电离常数的测定【实验目的】1.掌握分光光度法测定弱电解质电离常数的基本方法和原理。
2.进一步掌握分光光度计及酸度计的使用方法。
【实验目的】甲基红是一种弱电解质。
由于本身具有颜色，而且电离度小，因此用一般的分析方法和物理化学方法进行测定都有困难，但用分光光度计可不必分离组分，同时测定两组分的浓度。
甲基红在溶液中存在下列平衡根据上述平衡，甲基红电离平衡Kc 可表示为 从式（2.29）和式（2.30）可以看出，若测得溶液的pH 值.MR 值和HMR 的浓度即可以求出甲基红的电离常数Kc 。
溶液的pH可以用酸度计测得，而和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甲基红的离解常数没有显著影响，因此本实验实验CH 3COOH-CH 3COONa 缓冲体系，用分光光度法测定-c(MR )/c(HMR)的值。
根据朗伯-比尔定律：,,,lgb B HMR HMR B MR B MR I D aclMR D ac l a c I---===+ 式中，D 为光密度；Io 为入射光强度；I 为透射光强度；l 为溶液的透光厚度；c 为溶液浓度；a 为摩尔吸收系数。
对于一定溶质、溶剂及一定波长的入射光，a 为常数。
从上式可以看出，在固体比色皿光径长度和入射光波长的情况下，光密度D 和溶液浓度c 成正比。
为了提高测试的灵敏度，一般选吸光物质吸收曲线中最大吸收峰所对应的波长作为入射光波长。
甲基红溶液中含有MR -和HMR 两种吸光物质，它们的吸收曲线相互重叠，并分别遵守朗伯-比尔定律，故甲基红溶液光密度可表示为 ,,,a A HMR HMR A MR A MR D a c l a c l --=+,,,b B HMR HMR B MR B MR D a c l a c --=+式中，l 为常数；,A HMR a 、,A MR a -和,B HMR a 、,B MR a -分别为波长在A λ和B λ下的摩尔吸光系数。
2017级化学工程物理化学实验资料-测定弱电解质的电离常数---分光光度法
设 、 分别代表 和 时混合溶液的总吸光度，则
此处 分别代表 和 时组分A和B的吸光度。由 可知：
将上式代入 得到：
这些不同的K值均可由单组分溶液求得。也就是说，在单组分溶液的最大吸收峰的波长 处，测定吸光度A和浓度C的关系。如果在该波长处符合朗伯-比尔定律，那么 为直线，直线的斜率即为K值， 、 是会和溶液在 和 处测定的总的吸收度，因此根据 式和 式即可计算混合溶液中组分A和组分B的浓度。
溶液 ：10ml标准液+25ml0.04mol/LNaAc+50ml0.02mol/LHAc加蒸馏水稀释至100ml。
溶液 ：10ml标准液+25ml0.04mol/LNaAc+25ml0.02mol/LHAc加蒸馏水稀释至100ml。
溶液 ：10ml标准液+25ml0.04mol/LNaAc+10ml0.02mol/LHAc加蒸馏水稀释至100ml。
（3）若两种被测组分的吸收曲线互相重合，而又不遵守朗伯-比尔定律。
（4）混合溶液中含有未知组分的吸收曲线。
本实验是由分光光度法测定弱电解质（甲基红）的电离常数，不必将其分离，且同时能测定两组分的浓度，甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：
可简化为
甲基红的电离常数
或
只要测定溶液中 与 的浓度及溶液的pH就可求得甲基红的电离常数。
2.由上一步骤得出 和 ，并在 和 下分别测定A液的稀释液和B液的稀释液的折光率。
3.在 和 下分别测定溶液 、 、 和 的折光率。用pH计测定定溶液 、 、 和 的pH值。
六．数据记录
1.溶液A和溶液B的吸光度
λ
A溶液吸光度
B溶液吸光度
甲基红电离平衡常数测定实验预习报告
课程名称：基础化学实验 指导教师： 成绩：实验名称：甲基红电离平衡常数测定 专业班级： 实验者姓名：学号：同组人姓名：第一部分：实验预习报告1. 实验目的（要求）测定弱电解质电离平衡常数 了解指示剂变色反应原理学习使用721型（或VIS-7220型）分光光度计及pHS-3C 酸度计2. 实验原理（概要）甲基红是一种酸碱指示剂。
它是一种弱酸，在一定pH 值条件下，可发生电离，在乙醇水溶液中点力度很小。
甲基红（HMR ）醌式分子显红色，电离后的偶氮式阴离子( MR ¯ )显黄色。
甲基红的电离平衡常数Ka θ为：()(/)/H MR HMR c c c c Ka c cθ-ΘΘΘ+=log aa pKK ΘΘ=- /log/MR aHMR c c pK pH c c -ΘΘΘ=-根据朗伯-比尔定律，溶液对单色光的吸收遵守下列关系式：0Ilog I A lc ε=-=A 为吸光度，0/I I 为透光率，ε为摩尔吸光系数，l 为被测溶液厚度，c 为浓度。
令k l ε= ⇒ A Kc = 即被测溶液的吸光度与其浓度成正比。
T I ==T I T 溶液溶液溶质溶剂溶剂a. 若两种溶质的特征波长相差较大，被测溶质的吸收光谱图不重叠b. 若两种被测溶质的吸收光谱图重叠，而且遵守朗伯-比尔定律，则用线性组合的关系式可求出两种被测组分的浓度。
12211221c =B B A B A B AK A K A K K K K λλλλλλλλ-- 21121221c =A AB BABAK A K A K K K K λλλλλλλλ--3. 实验操作过程概述：1溶液制备。
甲基红标准液：80mg 甲基红晶体分次以600mL 乙醇溶解移入1000mL 容量瓶中A 液：10mL 甲基红标准液+10HCl 加水定容于100mL 容量瓶。
(HMR 醌式分子溶液，红色)B 液：10mL 甲基红标准液+25mLNaAc 溶液加水定容于100mL 容量瓶。
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4 。如此配制6份待测液。设A液、B液的浓度为c0（二者相等），则稀释后的浓度c分别为 4 c0、
11 2 c0、 4 c0。
（4）以纯水为空白，以λ1＝520nm、λ2＝430nm单色光分别测定以上6份待测液的吸光度A。 作吸光度A对溶液浓度c的曲线，包括原点（c＝0，A＝0）和A、B原液的数据。曲线为直线，从直
电离平衡常数为： 或取对数，写成：
+
cH • C MR− K = c
c HMR
pK c
=
pH
− lg cMR− c HMR
我们称HMR为酸式甲基红，M R − 为碱式甲基红。因溶液很稀，可将浓度看成活度，故 pK c ＝
pK a 。
测定电离常数的依据是甲基红在不同酸度的 介质中有不同的显色效应。甲基红本身就是一 种酸碱指示剂，变色范围自pH6.2（黄）至pH4.4 （红）。配 制 酸 度 各 不 相 同 的 几 种 甲 基 红 稀 水 溶液，其pH值在4与6之间，可采用HAc－NaAc 缓冲溶液，HAc或NaAc的用量不同，pH值也就 不同。用分光光度计测定溶液的吸光度进而计
性，当溶液中含有多种组分时，总吸光度等于各组分吸光度之和。现溶液中HMR和M R − 的浓度分
别为 cHMR 和 cMR− ，A1和A2为在波长 λ1 和 λ2 下测得的总吸光度，则
A1＝ K c 1,HMR HMR + K c 1,MR− MR−
解联立方程得:
A2＝ K c 2,HMR HMR + K c 2,MR− MR−
很小。 根据朗白－比耳（Lambert-Beer）定律，溶液对某单色光的吸光度A、溶液浓度c、吸收池厚度b
等服从如下关系：
I0 A=lg I =kcb=Kc
I 式中，I0与I分别为该波长单色光的入射强度与透射强度， I 0 称为透光度，以T表示。当吸收池厚度
b一定时吸光度与溶液浓度成正比。K称为吸光系数，它与光波波长、吸光物质有关。吸光度有加和
cMR− = A2 K1,HMR − A1K 2,HMR
c HMR
A K 1 2,MR− − A K 2 1,MR−
c MR − 解出 cHMR 并测得pH值，可得 pK c 。
吸光系数K的确定。因K与吸光物质和光的波长有关，故确定吸光系数应固定波长（通常选择出 现吸收峰时的波长）和采用纯净的被测物质。例如测HMR的吸光系数，溶液的酸度应为pH=2，此
c 线斜率可求吸光系数K。由于A、B原液的浓度c0的确切值并不知道，故横坐标采用相对浓度 c0 ，
c MR − 求得的吸光系数K中包含有 c0 的因子，在计算 cHMR 时，c0被消去，所以对计算结果没有影响。
3．配制四种不同酸度的甲基红溶液并测吸光度。各取10ml甲基红标准溶液和25ml0.04mol/L NaAc溶液，随后分别加入50、25、10、5ml0.02mol/LHAc溶液，加纯水稀释至约100ml。配制待测 液样品时所用各种试剂的量不必很准，但配好后浓度不能再作变动。
四．实验步骤
1．722型分光光度计的调节和使用
file://E:\whsy\whsy09.htm
2008-4-22
分光光度法测定甲基红电离常数
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2．吸光系数 K1,HMR 、 K1,MR− 、 K 2,HMR 、 K 2,MR− 的测定
（1）用 移 液 管 准 确 吸 取 10ml 甲 基 红 标 准 溶 液 移 入 100ml 容 量 瓶 中，加 入 10ml0.1mol/LHCl 溶 液，用水稀释至刻度。此溶液pH值约为2，甲基红绝大部分以HMR存在，称为A液，颜色为深红；
分光光度法测定甲基红电离常数
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分光光度法测定甲基红电离常数
一．实验目的
1．熟悉和正确使用分光光度计； 2．熟悉和正确使用pH计测定溶液的pH值。
二．实验原理
甲基红是一种有机弱酸，结构式为
COOH CH3
NN
NH
， CH3 可简写为HMR。它微溶于水，在水溶液中电离，电离平衡表示为：
HMR
H++M R −
定。反之亦然。
酸式甲基红HMR和碱式甲基红M R − 在可见光谱范围内都有强吸收峰，如图一所示，分别在 λ1
file://E:\whsy\whsy09.电离常数
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＝520nm与 λ2 = 430nm处出峰。此处测得的吸光度对该物质十分灵敏，其他物质的干扰吸收则
c MR − 算 cHMR ，用 pH 计 测 定 溶 液 的 pH 值，算 得
pK c 。溶液浓度不同，但测得的 pK c 应当是相
同 的。从 电 离 平 衡 式 可 知，当 增 加 酸 度 时，第 一项pH值是减小的；由于平衡位置向左移动，
c MR −
c MR −
cHMR 减小，lg cHMR 也减小，二项之差应是恒
（1）贮备溶液——1g甲基红晶体溶于300ml95％乙醇中，过滤，用纯水稀释至500ml。 （2）标准溶液——取4ml贮备溶液加50ml95％乙醇，用纯水稀释至100ml。 NaAc 溶 液 0.04mol/L（公 用）； NaAc 溶 液 0.01mol/L（公 用）； HAc 溶 液 0.02mol/L（公 用）； HCl溶液0.01mol/L（公用）；HCl溶液0.1mol/L（公用）。 以上溶液都不必准确配制，取液可用量筒。
时几乎全是HMR；而pH=8时溶液中几乎全是M R − 。具体测定方法是配制不同浓度的被测物质溶
液，在确定的波长下测吸光度，作吸光度－浓度曲线，所得直线斜率即为吸光系数。
因 pK c 随温度变化很小，故本实验可在室温下进行。
三．仪器与试剂
722型分光光度计（1台）；pHS-3C酸度计（1台）；100ml容量瓶（7支）；50ml烧杯（6支）； 10ml移液管（4支）；50ml量筒（4台）；甲基红溶液（公用）。
（2）用移液管准确吸取10ml甲基红标准溶液移入100ml容量瓶中，加入25ml0.04mol/LNaAc溶 液，用水稀释至刻度。此溶液pH值约为8，甲基红绝大部分以MR-存在，称为B液，颜色为黄色；
31 （3）用0.01mol/LHCl溶液和0.01mol/LnaAc溶液分别准确稀释A液和B液至原刻度的 4 、 2 、和