醋酸电离度和电离常数的测定

实验1 醋酸电离度和电离常数的测定

[目的要求]

1．测定醋酸的电离度和电离常数。2．学习使用pH 计和电导率仪。

[实验原理]

1. 酸度法

HAc

H + + Ac -

起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c-c α c α c α

电离常数 α

1c αc αc )α(c [HAc]]][Ac [H 2

2−=−==−+K (1)

在一定温度下，用酸度计测定一系列已知浓度的醋酸溶液的pH 值，根据pH=lg[H +]和α=[H +]/c 可以求得一系列对应的α和K 值。所取得的一系列K 值的平均值，即为该温度下醋酸的电离常数。

2. 电导法

电解质溶液导电能力的大小可用电阻R 的倒数——电导L （单位：西门子，S ）来描述（R

L 1

= ） 根据欧姆电阻定律，在电极面积为A ，距离为l 时，溶液的电导为

l A L κ

= 或 A l L =κ（A

l

为电极常数，κ为电导率）。对于给定电极，A 与l 都是固定值，因此，电导与电极的结构无关。在一定温度下，电解质溶液的电导决定于溶液的性质及浓度。为了比较不同电解质的导电能力，引入摩尔电导（Λm ）这一概念，它是把含有1mol 溶质的电解质置于相距为1m 、面积为1m 2的两个电极之间的电导，它代表1mol 电解质的导电能力。

Λm ＝κV ＝c

310−×κ（电导率κ由实验测定） (2)

（κ单位：S ·m -1，Λm 单位：S ·m 2·mol -1，c 单位：mol ·L -1）

弱电解质溶液在无限稀释时，可看作完全电离（α→1），此时溶液的摩尔电导叫做极限摩尔电导（Λ

∞

）。在一定温度下，弱电解质的电离度α等于在溶液浓度c 时的摩尔电导Λm 与溶液的极限摩尔电导Λ∞

之比，即

∞

ΛΛ=

m

α (3) 这样，由实验测定浓度为c 的HAc 溶液的电导率κ，带入（2）式，算出其电导摩尔Λm ；代入（3）式，算出α；再代入（1）式，可算出电离常数K

[实验步骤]

1．配制不同浓度的醋酸溶液

用移液管分别取25.00 mL 、5.00 mL 、2.50 mL 的标准醋酸溶液于3个50 mL 容量瓶中，再用蒸馏水稀释到刻度，摇匀。

2．测定醋酸溶液的pH 值和电导率（κ），并计算醋酸的电离度和电离常数

把以上四种不同浓度的醋酸溶液分别加入4只洁净干燥的50 mL 烧杯中，按由稀到浓的次序在酸度计上测定它们的pH 值，记录数据和室温。计算电离度和电离常数，结果填入下表。

表1酸度法测定结果

No. V HAc c HAc pH [H+] α=[H+]/c

K=cα2 /(1-α)

测定值平均值

1 2.50

2 5.00

3 25.00

4 原液

本实验测定K值在1.0×10-5~2.0×10-5范围内合格

[思考题]

1．烧杯是否必须烘干？还可以作怎样处理？

2．如果改变所测醋酸溶液的温度或浓度，它的电离度和电离常数有无变化？若有变化，会有怎样的变化？

PHS-3D型pH计使用方法

1.电极用蒸馏水清洗、吸水纸吸干后，插入复合电极插座。

2.仪器的自动标定

（1） 按“模式”键一次，仪器浸入溶液温度显示状态，按“△”或“▽”键调节温度上升或下降，使温度显示值和溶液温度一致，然后按“确认”键。

（2） 将电极插入pH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按“模式”键两次（显示器下方显示“定位”），然后按“确认”键，仪器显示该温度下标准缓冲溶液的pH值（显示

6.92或6.86）。

（3） 电极用蒸馏水冲洗、吸水纸吸干，插入pH=4.00的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按“模式”键三次（显示器下方显示“斜率”），然后按“确认”键，仪器显示该温度下标准缓冲溶液的pH值。

3. 电极用蒸馏水冲洗、吸水纸吸干后即可对待测溶液进行测量（此时所有按键固定不动）。注：由于待测溶液均为稀醋酸，故每次测定前不用蒸馏水冲洗电极，只需用吸水纸将电极吸干即可。

DDS-11A 电导率仪使用方法

1．插上电极，按下ON/OFF ，开机（此时，温度自动显示为25℃，电导池常数K=1.0）。 2．按“SET ”键两次（“K=1.000”闪烁显示）。 3．按“MODE ”键进入电导率测定状态（显示S ）。 4．电极准备：先用蒸馏水冲洗，再用少量待测液润洗。

5．依次测定1-4号溶液的电导率（测定不同浓度溶液时，不要用蒸馏水冲洗电极，只需用

少量待测液润洗电极）。

特别注意：为保护Pt 黑电极，一定不要用吸水纸擦拭电极。使用时，只需先用蒸馏水冲洗，再用少量待测液润洗。

注：HAc 溶液的极限摩尔电导的文献值 温度，℃

0 18 25 30 Λ∞（S ·m 2·mol -1）

0.0245 0.0349 0.03907 0.04218

若室温不同于上表中所列温度，可用内插法求得所需的Λ ∞值。例如，室温为11℃时，HAc 无限稀释的摩尔电导Λ∞可计算如下： 0

110

180245.00349.0−−=−x

x ＝0.00635 S ·m 2·mol -1，则11℃时Λ ∞=0.0245+0.00635=0.03085 S ·m 2·mol -1