1。醋酸解离常数的测定

实验一 醋酸解离常数的测定

一、实验目的

1.了解弱酸溶液pH 值测定原理、方法及解离常数的计算。

2.掌握pH 计的正确操作和使用。

二、实验原理

1．溶液的解离度

醋酸CH 3COOH 即HAc ，在水溶液中，存在下列解离平衡： HAc( aq ) + H 2O( l )

H 3O + (aq) + Ac -

( aq ) (1-1)

或简写为

HAc( aq ) H + ( aq ) + Ac -( aq )

如果HAc 的起始浓度为c ，当达到解离平衡时 c

eq

(H +) = c

eq

(Ac -) (1-3)

其解离度

c

c c c eq eq )

(Ac )(H -+==

α (1-4)

其解离常数

}}

{

{()}

{

θ

θ

θc c c c c c

eq eq eq

HAc )(Ac )(H ) HAc Ka(-+=

(1-5)

式中c θ为标准浓度，其值为1mol·dm -3。将( 1-3 )式代入( 1-5 )，得

()()θ

ααc c c c 2

-=

) HAc Ka( (1-6)

简化后得

()

αα-=1c 2

) HAc Ka( (1-7)

当解离度α＜ 5% 时，1-α≈1，对于一般的弱酸来说

K a ≈ cα２

(1-8) 则，解离度 c a K ≈

α (1-9)

K a 与α都可用来表示酸的强弱，但α随浓度c 而变。在一定温度时，K a 不随c 而变，是一个常数。

2．测量原理

pH 玻璃电极是一种应用广泛的离子选择性电极。将玻璃电极(作为指示电极)与饱和甘汞电极(作为参比电极)或由二者制成的复合电极(图1-1)插入溶液，组成测量电池(图1-2)。 该电池的电动势与溶液的pH x 值在25℃时存在下列关系，

E x = K′+ 0.0592pH x (1-10) 在实际测量时，一般是用已知pH s 值的标准缓冲溶液对仪器进行定位校正：

图1-1pH 电极示意图

玻璃电极

电极帽

导线

玻璃电极 塑亮 插棒 球泡

参比电极（甘汞电极）

复合电极

电极帽 导线 参比电极 塑亮 插口

液接界 电极帽

导线

玻璃电极 参比电极 保护套

球泡 保护套 插口

图1-2溶液pH 值测量示意图

E s = K′+ 0.0592pH s (1-11)

合并式(1-10)和(1-11)，得待测溶液pH x 值为

pH x = pH s +( E x - E s )/0.0592 (1-12)

三、仪器与试剂

1．pHS —3C 或pHS —10A 酸度计1台。 2．标定后的HAc 溶液，蒸馏水、定位液等。

3．玻璃仪器：酸滴定管、碱滴定管、滴定台、滴定夹、参比电极、甘汞电极、复合电极、 电极架、滤纸条、搪瓷盘、50cm 3

小烧杯7只、250cm ３

烧杯1只等。

四、实验内容

1．配制不同浓度的醋酸溶液

(1)将已标定过的HAc 溶液用专用烧杯装入酸滴定管中，调整液面，使凹月面与零刻度线相切。

(2)用洗瓶将蒸馏水(或去离子水)直接挤入碱式滴定管中，调整液面时，应挤碱式滴定管下端橡皮管内的玻璃球，控制流量，排出气泡后同样调整液面至零刻线。

(3)按表1-1用量，配制1#

～5#

溶液。 2．调整酸度计

(1)pH 值的测定与温度有关，首先查看室温，然后将仪器温度旋钮调至对应值。 (2)斜率调整：一点法时pHS —3C 调到100%处，pHS —10A 调至98.5%。

(3)仪器调零：在不接入电极情况下按下mV 键，仪器应为零显示，对于pHS —10A 型酸度 计，若不为零显示，可调节调零电位器至零显示。

(4)定位：实验中5种HAc 溶液pH 值变化范围在2.x ～3.x ，故选用相近pH 值的一种 定位液（即一点法，标准值查表1-2邻苯二甲酸氢钾室温时的pH 值，将定位液注入烧杯的

pH U U I I

pH

2/3处）。装好电极，本实验用复合电极，其中间为玻璃电极，夹层为银电极，都是二类电极。按下仪器pH 键，校正电位器至所查pH 值，预热3～10min ，稳定后再调整好仪器，至标准值，经此调整，仪器已达可正常测试状态。

(5)经调整好的仪器注意不得随意拧动校正电位器，一旦拧动，须用定位液重新校正。 3．测试

(1)测试HAc 溶液时，注意由稀至浓顺序（为什么？），第一次由定位液取出的复合电极，要用蒸馏水淋洗并用滤纸条吸去蒸馏水，以后不必每次淋洗。

(2)测试完毕后，数据经老师检查合格后，方可关闭仪器，处理溶液。

表1-1测试液的配制

注意：溶液配完后必须摇匀。

五、实验数据处理

1．计算1#～5#醋酸溶液的浓度。

2．根据pH = -lgc(H +)关系式计算各溶液的c(H +

)值。 3．根据解离度α = c(H +

)/c×100%，计算各溶液的α值。

4．根据解离常数K a = cα２

/1-α计算出各溶液的K α值并求出平均值。 5．由实验数据分析K a 与c ，α与c 的关系，并写出正确结论。

六、预习参阅材料

1．标准溶液（定位液）pH 值与温度的对照关系见表1-2。 ２.仪器使用方法和注意事项 (1)仪器外部调节旋钮如图1-3所示。 (2)仪器使用

1)准备工作：将仪器插入220V 交流电源，按下电源开关11，数码管显示屏即有数字显示，预热3～5min ，按mV 键，仪器处于mV 测量状态，此时mV 灯亮，读数为000。