醋酸解离常数测定

实验一 醋酸解离 常数的测定
实验目的
• 了解pH法测定弱酸的解离常数和解离度的原理和 方法，加深对弱电解质解离平衡的理解。
• 学习pH计的使用方法。 • 学习移液管、容量瓶和滴定管的基本操作。
实验原理
醋酸是一元弱酸，在水溶液中存在着下列平衡：
HAc(aq) = H+ (aq) + Ac- (aq)
• 6）测量结束后，取出电极，用蒸馏水洗净后储存。
注意事项
1. 注意保护电极玻璃膜。 2. pH值测定由低浓度到高浓度进行。 3. 实验完毕将电极洗净，按指定方法放置。 4. 若酸度计不稳定，请咨询指导教师。 5、标准溶液用后不能倒掉。
滴定终点微红色
实验原理
若溶液浓度 未知呢？
缓冲溶液法
用移液管吸取溶液时，一般左手拿洗耳球，右手大拇指及中 指拿住管颈标线的上部，管尖插入液面以下1-2cm，左手用洗 耳球把溶液慢慢吸入管中。
待溶液上升到标线以上约2cm处，拿开吸耳球，用右手食 指按住管口，将移液管提出液面，用滤纸片吸干移液管下部外 壁和尖端处的水珠，左手使试剂瓶倾斜约45o，右手让移液管 垂直，右手大拇指及中指轻轻捻动移液管，稍微放松右手食指， 使移液管上端与食指间产生空隙，将液体慢慢放出。
实验原理
对于弱酸及其盐组成的缓冲溶液，其pH计算公式：
pH = pK + lg｛C 盐 / C 酸｝ a
其中Ka代表缓冲溶液中弱酸的解离常数，例如NaAc-HAc组成 的缓冲溶液
pH = pK + lg｛C(Ac-) / C(HAc)｝ a
pKa指的是醋酸的解离常数，若C(HAc) = C(Ac-)， 则上式简化为pH = pKa
滴定管的使用
• 滴定管是在滴定时用来准确测量流出溶液体积的 玻璃量器。常用的为50 mL和25 mL的滴定管，最 小刻度是0.1mL，可估读至0.01mL。
• 滴定管一般分成酸式和碱式两种。碱式滴定管下 端用乳胶管连接尖嘴玻璃管，乳胶管中装有一合 适的玻璃珠，用以控制溶液的流出速度。
• 润洗：滴定管检漏后，依次用洗涤液、自来水、蒸馏水、 滴定液洗涤,每次用量约10 mL，润洗3次。润洗时，将 滴定管平持，上端略向上倾斜，慢慢转动，让滴定液与 内壁充分接触，然后从下端放出。
• 3）将电极取出，蒸馏水冲洗，用吸水纸吸干后插 入另一标准缓冲溶液（如pH=4.00的邻苯二甲酸氢 钾）中，用上法调节至该缓冲液的标准值。
• 4）反复2）、3）两步操作，直至不用调节而直接 显示准确的值。以后的测量均不再调节“定位、 斜率”按钮。
• 5）将电极取出，用蒸馏水冲洗，用吸水纸吸干后 插入待测溶液中，晃动溶液使之平衡，稳定后的 读数便是该溶液的pH值。
C（H+） C（Ac-） (mol/L) （mol/L)
Ka
1
2
3
4
平均值 ----
---- ----
----
-------
文献值Ka = 1.76×10–5（298K），注意有效数字。
滴定过程 及操作要点：
１、碱式滴定管（50mL）
洗涤
润洗
装液
*赶气泡
*调零
滴定
２、移液管（25 mL）
洗涤
润洗
实验原理
由于 pKa = - lg Ka ，如果将未知浓度的HAc溶液X mL， 用NaOH溶液滴定至终点（此时HAc几乎完全转化为Ac-）， 再与X mL此HAc溶液混合，即形成缓冲溶液，用pH计测定该 混合溶液的pH值，即可得到此HAc溶液的解离常数Ka。测定 时无需知道HAc溶液和NaOH溶液的浓度。
计算醋酸的 准确浓度， 平行三次。
准确读取NaOH 溶液的初读数和 终读数
实验步骤
2、不同浓度醋酸溶液的配制及pH测定
（1）配制：用移液管分别量取已知准确浓度 的HAc 溶液
5.0mL于50mL容量瓶中，稀释摇匀，编号①
10.00mL于50mL容量瓶中，稀释摇匀，编号②
25.00mL于50mL容量瓶中，稀释摇匀，编号③
• (3)溶液的转移。把准确称量好的固体溶质放在烧杯中，用 少量溶剂溶解。然后把溶液转移到容量瓶里。为保证溶质 能全部转移到容量瓶中，要用溶剂多次洗涤烧杯，并把洗 涤溶液全部转移到容量瓶里。转移时要用玻璃棒引流。方 法是将玻璃棒一端靠在容量瓶颈内壁上，注意不要让玻璃 棒其它部位触及容量瓶口，防止液体流到容量瓶外壁上
容量瓶的使用
• (1) 检漏。使用前检查瓶塞处是否漏水。具体操作方法是： 在容量瓶内装入半瓶水，塞紧瓶塞，用右手食指顶住瓶塞， 另一只手五指托住容量瓶底，将其倒立（瓶口朝下），观 察容量瓶是否漏水。若不漏水，将瓶正立且将瓶塞旋转 180°后，再次倒立，检查是否漏水。
• (2) 洗涤。使用前容量瓶都要洗涤。先用洗液洗，再用自 来水冲洗，最后用蒸馏水洗涤干净（直至内壁不挂水珠为 洗涤干净）。
pH计的使用
1）将电极固定于电极架上，并按要求接入仪器 的相应接口中，开电源，选择“温度”,“温度” 灯闪，按“上下箭头”，调好温度。 2）将复合电极用蒸馏水冲洗，用吸水纸吸干后插 入一标准缓冲液（如pH=6.86的磷酸盐缓冲液）中， 选择“定位”，“pH”灯闪，调“上下箭头”， 使显示器显示该标准缓冲液的pH值。
未稀释的HAc溶液40mL于50mL小烧杯，编号④
实验步骤
（2）测定醋酸溶液pH，计算电离度和电离常数
用标准缓冲溶液对pH计进行校正。 将HAc分别倒入四只洁净干燥的50mL烧杯中。 按由稀到浓测定。 记录数据及室温，计算电离度和电离常数。
实验结果
pH记录及数据处理
编号 C（HAc） pH
(mol/L)
• (4)定容。向容量瓶内加入的液体液面离标线1厘 米左右时，应改用滴管小心滴加，最后使液体的 弯月面与标线正好相切。若加水超过刻度线，则 需重新配制。
• (5)摇匀。盖紧瓶塞，用倒转和振荡的方法使瓶内 的液体混合均匀。静置后如果发现液面低于刻度 线，这是因为容量瓶内极少量溶液在瓶颈处润湿 所损耗，所以并不影响所配制溶液的浓度，故不 要在瓶内添水，否则，将使所配制的溶液浓度降 低。
直到溶液弯月面缓缓降至与标线水平相切时，立即用食指 压紧管口，使液体不再流出。
把移液管移入锥形瓶中，倾斜锥形瓶使 它的内壁与移液管的尖端相接触，移液 管始终保持直立。 松开食指让溶液自由流出。待管内溶液 不再流出后，再在容器壁上停靠10-15 s， 再取出移液管。 注意，管尖的液滴不必吹出，因为在校 准移液管体积时未将这部分液体计入容 积。
移液
*最后一滴的处理
移液管的使用
• 移液管是用于准确量取一定体积液体的玻璃量器， 常用的移液管有5、10、25、50（mL）等规格。
• 吸取溶液之前，须先用洗液洗净内壁，经自来水冲 洗和蒸馏水润洗3次后，用滤纸片吸干移液管下部外 壁和尖端处的水珠，最后用少量待移取的溶液润洗 内壁3次，以保证所移溶液浓度不变。
值，取其平均值即为在该温度下HAc的解离常数。
Ka =
c(H cθ
+
)
c(Accθ
)
c(HAc)
cθ
c2 2
=
c c
c 2
=
1
实验步骤
1、醋酸溶液浓度的标定
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用移液管移取 0.1mol/L醋酸 溶液25.00mL 于250mL锥形 瓶中
加入1-2滴 酚酞指示剂
用准确浓度的 NaOH溶液滴 定至微红色， 30s不褪色
开始浓度 /mol·L-1
c
0
0
平衡浓度 /mol·L-1
c -cα
cα
cα
其解离常数表达式：
Ka
=
c(H cθ
+
)
c(Accθ
)
=
c2 2
c 2
=
c(HAc)
c c 1
cθ
α 为醋酸的解离度。
实验原理
• 在一定温度时，用pH计测定一系列已知浓度的醋
酸的pH值，再按pH= -lgc(H+)，求出c(H+) 。根 据c(H+) = c，即可求得一系列的HAc的和 Ka
液向同一个方向旋转，使溶液混合均匀。
• 滴定速度：开始可稍快，但应成滴而不成流。当溶液局部 变色，摇动后消失时，即接近终点，此时应每加一滴都要摇 匀，最后控制液滴悬而不落，用锥形瓶内壁将溶液沾落（相 当于半滴），用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，摇匀，直到出现终点 颜色。
• 读数：取下滴定管，滴定管保持垂直状态，视线与所读的 液面处于同一水平面上。对无色或浅色溶液，应读取管内弧 形液面最低点对应的的刻度。读数必须读至小数点后第二位， 即估计至0.01mL。
• 排气泡：装入滴定溶液至滴定管“0”刻度以上，检查 滴定管下端乳胶管内有无气泡。如有气泡，碱式滴定管 可将乳胶管向上弯曲，挤捏玻璃珠上半部的乳胶管，使 溶液从管口涌出，即可排除气泡。
• 滴定：滴定管应垂直固定在滴定管架上。每次滴定前
应将液面调节在“0”刻度或稍下的位置。注入或放出溶 液后需静置1min左右再读数。 • 滴定时，左手拇指和食指捏住玻璃球右上半部分，捏 挤乳胶管，使玻璃球与乳胶管之间产生缝隙，溶液便可 流出。右手拿锥形瓶，边滴定边微动右手腕关节，使溶