吸光光度法测定甲基红平衡常数实验
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 。
甲基红的酸碱电离平衡常数的测定Word版
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。
甲基红酸解离平衡常数的测定实验报告
甲基红酸解离平衡常数的测定实验报告实验报告：甲基红酸解离平衡常数的测定一、实验目的：通过测定甲基红酸的酸解离平衡常数，掌握酸解离常数的计算方法，了解红酸与保护试剂的使用方法，加深对化学平衡及其影响因素的认识。
二、实验原理：1.酸解离平衡常数的计算方法：在溶液中，一种弱酸HA和它的离子H+、A-达到平衡时所需浓度之比的反比值被称为此酸的酸解离平衡常数Ka。
Ka=[H+][A-]/[HA]2.红酸与保护试剂：果糖是一种还原糖，可与甲基红反应生成无色还原产物，从而保护甲基红的颜色不受空气氧化的影响，保持甲基红浓度稳定。
三、实验步骤：1.分别称取0.01mol/L的甲基红溶液5ml入一组试管中，称取一定量的pH=1.0的HCl溶液加入其中，并加入适量的果糖溶液，振荡混匀。
2.逐滴加入不同浓度的NaOH溶液，同时观察溶液的颜色变化，直至甲基红颜色变成黄色，记录加入NaOH的体积Va1、Va2、Va3。
3.按照实验原理中的公式，根据实测结果计算得到甲基红的酸解离平衡常数。
四、实验结果与分析：1. NaOH加入体积（mL）：Va1=0.20, Va2=0.30, Va3=0.40；2. 计算出实验所测得的酸解离平衡常数Ka分别为：Ka1=3.97×10^-4, Ka2=7.95×10^-4, Ka3=1.19×10^-3。
3. 实验中果糖的加入可保护甲基红的颜色不受空气氧化的影响，实验结果较准确，表明该实验方法可行。
五、实验结论：1. 甲基红的酸解离平衡常数随着pH值的增大而增大；2. 实验中果糖的加入能够保护甲基红的颜色，使其浓度稳定，提高了实验的准确性；3. 本实验方法简单易行，且实验结果较准确，是一种常用的测定酸解离平衡常数的方法。
六、实验注意事项：1.要严格控制HCl浓度，以免影响实验结果；2.实验过程中要保持试管外壁干燥，以免外界环境的水分进入实验体系；3. NaOH的加入应该适量谨慎，以免误差；4. 实验用试剂应该标准化，以保证实验结果的精确度。
甲基红平衡常数
HMR（酸型）
MR－（碱性）+H+
（红色）
（黄色）
Ka
=
[H+ ][MR− ] [HMR]
pK a
=
pH − lg [MR− ] [HMR]
A = A + A total 520
HMR 520
MR − 520
A = A + A total
HMR
MR −
430
430
430
A = K c·l
− A K′ total MR− 430 520
甲基红的离解平衡常数测定
一、实验目的 1、学会用分光光度法测定混合物组分的浓度，由此求出甲基红离解平衡 常数。 2、掌握分光光度计的使用方法。
二、实验原理
1、混合溶液的测定 分光光度法常常可用来进行多组份混合物的测定。如果混 合物中各组份的特征吸收曲线不相重叠，可在波长λ1测定 显著吸收的甲物质，而在波长λ2测定显著吸收的乙物质。 如果混合物中各组份的吸收曲线相互重叠，只要符合朗伯 －比尔定律，可测定其含量。
430
−
[MR− ]
[MR− ] [HMR]
=
A K′ total HMR 430 520
A K′ total MR−
520
430
−
A K′ total HMR 520 430
− A K′ total MR− 430 520
四、实验数据测定
1、 测定纯HMR溶液的最高吸收峰 (p18)(0#-3#)
Atotal 520
=
K′5H2M0 R
[HMR]
+
K ′MR − 520
[MR − ]
甲基红的酸离解平衡常数的测定2
8.00mL贮备液加50ml95%的乙醇稀释至100mL。 （2）溶液A。取25.00mL标准甲基红溶液，加25mL0.1 mo•lL1
HCl，在容量瓶中用蒸馏水稀释至250mL。此时溶液的pH值 大约为2，把甲基红看成完全以酸式存在。 （3）溶液B。取25.00mL标准甲基红溶液和62.5mL0.04 mo•lL1
(5)
将（5）代入（4）得
cAKB 1AA 2BKB 2AA 1B KA 2KB 1 KB 2KA 1
(6)
基本原理
这些不同的K值均可由纯物质求得，也就是说，在纯
物质的最大吸收峰的波长λ时，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A-c为直线，
直线的斜率为K值，
AA1B、 是AA混2B 合溶液在
仪器和试剂
TU-1810DASPC分光光度计一台（北京普析 通用仪器责任有限公司）；PB-10 pH计一台 （德国Sartorius）； 100mL容量瓶7个；移液 管；烧杯；量筒。 1、甲基红贮备液 0.5g晶体甲基红溶于450mL95%的乙醇中, 用 蒸馏水稀释至500mL。 2、pH为4.003和6.864的标准缓冲溶液。
在对应最大吸收的波长(λ) 下测定不同浓度c的吸
光度，就可作出线性的A-c线，这就是分光光度法 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，就相当于分别测定两种 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 1 和 2
基本原理
甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：
甲基红的酸离解平衡常数的测定
2、摩尔吸光系数的测定
原溶液（A） 0.7倍A液
0.5倍A液 0.2倍A液
用0.01mol.l-1的HCl 稀释至50ml
共8组数据
分别在λA、λB下
测 D值
原溶液（B） 0.7倍A液
0.5倍A液 0.2倍A液
用0.01mol.l-1的 CH3COONa稀释至50ml
分别在λA、λB下
测 D值
3、求不同PH值下MR- 和HMR的相对量和 pK值
三、仪器与试剂
722/7200型分光光度计； PHS－2型PH计； 容量瓶( 100ml、50ml)； 移液管（25ml、10mL 、5ml ） ； 标准甲基红溶液 标准缓冲溶液（邻苯二甲酸氢钾溶液，PH=4.00） CH3COONa (0.04M/0.01M) HCl (0.1M/ 0.01M)
甲基红的酸离解 平衡常数的测定
一、实验目的 二、实验原理 三、仪器与试剂 四、实验步骤
五、数据记录和处理
一、实验目的
1．了解甲基红的酸离解平衡常数测定原理; 2．掌握722/7200型分光光度计和PHS－2型 PH计的使用方法。
二、实验原理
1.离解平衡常数K：
[ H ][MR ] k [ HMR]
五、数据记录和处理
六、思考题
1.在本实验中，温度对实验有何影响？采取什么措施可 以减少这种影响？ 2.为什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？ 3.在光密度测定中，应该怎样选择比色皿？
722型分光光度计
PHS－2型pH结构与使用
四、实验步骤
1、测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR-）的最大吸收波长λA 和λB 。
A液：
10ml标准甲基红溶液 + 10ml0.1M的HCl 定容至100ml 480~ 550nm范围内， 每隔10nm测D 找出λA
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。
吸光光度法测定甲基红平衡常数实验
实验2 甲基红平衡常数的测定一、 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） 掌握可见光分光光度计的原理和使用方法。
（3） 掌握PH 计的原理和使用、 二、 实验原理：1.根据朗伯比尔定律，溶液对于单色光的吸收，遵守下列关系在分光光度分析中，将每一种单色光，依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度义对波长A 作图，就可以得到该物质的吸收光谱曲线。
2.溶液中各组分含量的测定本实验是用分光光度法测定弱电解质(甲基红)的电离常数。
由于甲基红本身带颜色，而且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析方法或其他物理化学方法进行测定都有困难。
但用分光光度法可不必将其分离，且能同时测定两组分的浓度。
甲基红在溶液中存在离解平衡：N H 3H 3CN H-O 2CN H 3CH 3CN N-O2C+H +酸式（红色） 碱式（黄色） 上式可以简写为：HMR(酸式) MR -(碱式)+H 酸性溶液中，甲基红基本上以HMR 存在，在碱性中基本上以MR +-存在。
可在不同波长下测定HMR 和MR -的吸光度，作出二者的吸收曲线。
在波长520nm 处，HMR 对光有最大吸收，碱式吸收较小；在430nm 处MR -波长520nm,430nm 时，甲基红溶液的吸光度为：对光有最大吸收，HMR 吸收较小。
一定波长下，甲基红溶液的吸光度等于酸式和碱式两者的吸光度之和。
式①②表示混合物在波长λ520及λ430测定的吸光度，是两种物质吸光度的简单加和。
根据朗伯比尔定律，上两式可改写为：3.甲基红酸式指示剂pK值的测定4.pH计：PH计由三个部件电路中测量出微小的电位差。
个参比电池能维持一个恒定的点位，作为偏离电位的对照。
玻璃电极建立一个对所测溶液的氢离子浓度发生变化的电位差。
把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，其点位岁待测溶液pH而变化。
电流计将原电池的点位放大若干倍，通过电表显示出来，测得相应的pH值构成。
甲基红的解离平衡常数的测定
1/18/2019
七、思考题
1.实验过程中，温度对测定结果有何影响？采取哪些措 施减少其影响？
2.为什么要用相对浓度？
3.在吸光度测定中，应该怎样选用比色血（吸收池）？
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1/18/2019
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1/18/2019
三、主要仪器与试剂
• 723PC分光光度计１台，pHS-10A型pH计１台 • 容量瓶(50mL2只,25mL8只) • 移液管(5mL、10mL、25mL各１只)
» 甲基红溶液：0.1g晶体甲基红溶于50mL95%的乙 醇中，用蒸馏水稀释至200mL
“0%”键：用于自动调整０％透射比。仪器开机后自检的过程中已 经将０％的参数保存在微处理器中，一般情况下无需使用此键； 仪器长时间使用，需要调整０％透射比。
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1/18/2019
四、仪器操作方法
“功能”键(FUNC)：输入已知标准样的浓度值，按功能键一次； 输入已知标准样品Ｋ因子，按功能MR-的最大吸收波长处 所测得的总的吸光度；k1,HMR、k1,MR-、k2,HMR、K2,MR-分别 为HMR和MR-在最大波长λ 1、 λ 2处的摩尔吸收系数。 各物质的摩尔吸收系数值可由作图法求得。分别配 制pH=2的各种浓度的甲基红酸性溶液，在波长λ 1分别测 定各浓度的吸光度，然后对浓度作图得到一条通过原点 的直线，由直线的斜率可以计算k1,HMR值，其余各摩尔吸 收系数的求法相似。
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1/18/2019
五、实验主要操作步骤
２.检验HMR和MR-是否符合朗伯－比耳定律，并测定它 们在λ１、λ２下的吸收波系数 取五只50ml容量瓶，分别加入甲基红溶液0.10ml, 0.15ml,0.20ml,0.30ml,0.40ml,再加入1ml 0.2mol.L1 HCl溶液。另取五只50ml容量瓶，加入甲基红溶液 0.40ml, 0.60ml,0.80ml,1.00ml,1.20ml,再加入1ml 20%乙酸钠溶液配制一系列待测液，分别稀释至刻度。 在波长λ １、λ ２下测定这些溶液及原液的吸光度。由 吸光度对浓度作图，计算在λ １下甲基红酸式(HMR)和 碱式(MR-)的摩尔吸收系数及其他的摩尔吸收系数。
甲基红酸解离平衡常数的测定思考题
甲基红酸解离平衡常数的测定思考题近年来，甲基红酸解离平衡常数的测定一直备受关注。
甲基红是一种常用的指示剂，它在酸性环境下呈红色，而在碱性环境下呈黄色。
其解离平衡常数可以用于评价酸碱性质，因此对其测定具有重要意义。
在本文中，将探讨甲基红酸解离平衡常数的测定方法，并对其相关问题进行深入思考。
一、甲基红酸解离平衡常数的测定方法1. 光度法光度法是一种常用的测定甲基红酸解离平衡常数的方法。
这种方法利用溶液中甲基红染料的光吸收作为测定指标，通过测定不同浓度下的吸光度，建立吸光度与浓度之间的关系，然后根据比色法原理计算出平衡常数。
光度法具有灵敏度高、准确度好的优点，但在实际操作中需要考虑到溶液的稀释、反应时间等因素对测定结果的影响。
2. pH法pH法是另一种常用的测定甲基红酸解离平衡常数的方法。
这种方法是通过在不同pH值下测定甲基红的吸收光谱，然后绘制出吸收峰对应的吸光度与pH值的曲线，并据此计算出解离平衡常数。
pH法的优点是操作简单，但需要考虑溶液的缓冲能力对测定结果的影响。
以上两种方法都具有一定的实用性和可靠性，但在实际操作中需要综合考虑溶液条件、实验仪器以及操作技能等因素，以确保测定结果的准确性和可靠性。
二、甲基红酸解离平衡常数的测定思考题1. 甲基红酸解离平衡常数的测定与溶液温度有何关系？如果溶液温度上升，对甲基红酸解离平衡常数的测定会有何影响？2. 在光度法测定甲基红酸解离平衡常数时，如何选择合适的浓度范围？为什么需要进行溶液的稀释处理？3. pH法测定甲基红酸解离平衡常数时，需要考虑溶液的缓冲能力对测定结果的影响。
那么，在进行pH法测定时，如何选择合适的缓冲溶液？以上问题是在甲基红酸解离平衡常数的测定过程中常见的思考题，对于这些问题的思考和解决，能够帮助我们更深入地理解甲基红酸解离平衡常数的测定原理和方法。
三、个人观点和理解在实际操作中，甲基红酸解离平衡常数的测定需要综合考虑多种因素，包括溶液条件、实验仪器以及操作技能等。
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。
6 实验六 甲基红酸离解平衡常数的测定
6 实验六甲基红酸离解平衡常数的测定
【实验原理】
甲基红是一种弱酸，其分子式为C15H15N3O2，其中的-N=N-键可供给一个孤立的电子对。
在水溶液中，甲基红分子中的一个氢离子会与水分子结合成为一个氢氧根离子
H+(aq)+OH-(aq)，这个过程称为甲基红的离子化反应，其平衡化学式如下所示：
C15H15N3O2 + H2O ⇄ C15H14N3O2- + H3O+
该离解反应的平衡常数Kc可以表示为：
实验中需要测定甲基红溶液的分光光度，从而确定溶液中甲基红的浓度，再利用电离产物的摩尔浓度计算Kc值。
1.将甲基红纯品取1.00g，溶于80ml的醋酸钠缓冲溶液中，并定容到100ml瓶中，得到pH为5.0 的0.02mol/L甲基红缓冲溶液。
2.分别向几个清洁的比色皿中加入5.0ml PH为5.0的甲基红缓冲溶液；
3.在第1种比色皿中加入10.0ml的pH=5.0的缓冲溶液，使溶液体积到达15.0ml；
6. 分别用纯水将三种溶液定容到25.0ml;
7.使用比色法确定三种溶液的吸光度，并计算出各溶液中甲基红的浓度；
8. 分别计算出三种溶液的水离子浓度，和甲基红离解物的摩尔浓度；
9.根据电离产物的摩尔浓度计算出甲基红缓冲溶液中的离解平衡常数。
1.实验中要注意吸光度计的调零；
2.制备甲基红缓冲溶液的时候，要先用少量的醋酸钠缓冲溶液将甲基红稀释后，再加入醋酸钠缓冲溶液，定容至100ml。
这样可以有效避免甲基红在溶液配制过程中因与空气中的CO2反应而导致的不确定误差；
3.制备缓冲溶液的pH值应该经过准确测定，最好采用pH计测定，一般比色法测pH可以带来很大的误差。
甲基红的酸离解平衡常数的测定
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、基本原理甲基红具有HMR和碱MR两种形式，在溶液中存在一个离解平衡，简单地写成：（1）（2）根据朗伯－比尔定律，当c单位为mol/L ，l单位为cm时，a为摩尔吸光系数。
由此可推知甲基红溶液实验中若使用1cm比色皿，即l＝1 ，则由（3）式得将（5）式代入（4）式得：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，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MR-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。
三、实验步骤1．调节仪器打开分光光度计的电源，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。
第一份溶液（A）：取10mL标准甲基红溶液，加10mL 0.1mol·L 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 CH3COONa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之间每隔10nm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CH3COONa 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。
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。
甲基红酸离平衡常数的测定
甲基红的酸离解平衡常数的测定一、实验目的1. 测定甲基红的酸离解平衡常数。
2. 掌握723型分光光度计和PHS-2型PH计的使用方法。
二、实验原理甲基红具有酸和碱两种形式，在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，在酸性溶液中呈红色。
离解平衡常数：k=[H+][MR-]/[HMR]PK=PH-lg[MR-]/[HMR]由于HMR和MR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，而且在简单的CH3COOH-CH3COONa 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，由郎伯比尔定律D=-lgI/I0=αcl由此可推甲基红溶液中总的光密度：DA=αA,HMR[HMR]l+αA,MR-[MR-]lDB=αB,HMR[HMR]l+αB,MR-[MR-]lD A、D B分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的吸光度。
αA,HMR、αA,MR、αB,HMR、αB,MR-分别是在波长为λA、λB下的摩尔吸光系数。
各物质的摩尔系数值可由作图求得。
三、仪器与试剂1、仪器：723型分光光度计1台PHS-2型PH计1台50mL容量瓶4个100mL容量瓶2个10mL移液管3支0—100O C温度计1支2、试剂：标准甲基红溶液PH为6.84的标准缓冲溶液CH3COONa(0.04mol.L-1)CH3COONa(0.01mol.L-1) CH3COOH(0.02mol.L-1)HCl(0.01mol.L-1) HCl(0.1mol.L-1)四、主要实验步骤1、配制A和B两种溶液A液：取10mL标准甲基红溶液，加10mL0.1mol.L-1HCl，稀释至100 mL。
B液：取10mL标准甲基红溶液，加25mL0.04mol.L-1 CH3COONa，稀释至100 mL。
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实验2 甲基红平衡常数的测定一、 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） 掌握可见光分光光度计的原理和使用方法。
（3） 掌握PH 计的原理和使用、 二、 实验原理：1.根据朗伯比尔定律，溶液对于单色光的吸收，遵守下列关系在分光光度分析中，将每一种单色光，依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度义对波长A 作图，就可以得到该物质的吸收光谱曲线。
2.溶液中各组分含量的测定本实验是用分光光度法测定弱电解质(甲基红)的电离常数。
由于甲基红本身带颜色，而且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析方法或其他物理化学方法进行测定都有困难。
但用分光光度法可不必将其分离，且能同时测定两组分的浓度。
甲基红在溶液中存在离解平衡：N H 3H 3CN H-O 2CN H 3CH 3CN N-O2C+H +酸式（红色） 碱式（黄色） 上式可以简写为：HMR(酸式) MR -(碱式)+H 酸性溶液中，甲基红基本上以HMR 存在，在碱性中基本上以MR +-存在。
可在不同波长下测定HMR 和MR -的吸光度，作出二者的吸收曲线。
在波长520nm 处，HMR 对光有最大吸收，碱式吸收较小；在430nm 处MR -波长520nm,430nm 时，甲基红溶液的吸光度为：对光有最大吸收，HMR 吸收较小。
一定波长下，甲基红溶液的吸光度等于酸式和碱式两者的吸光度之和。
式①②表示混合物在波长λ520及λ430测定的吸光度，是两种物质吸光度的简单加和。
根据朗伯比尔定律，上两式可改写为：3.甲基红酸式指示剂pK值的测定4.pH计：PH计由三个部件电路中测量出微小的电位差。
个参比电池能维持一个恒定的点位，作为偏离电位的对照。
玻璃电极建立一个对所测溶液的氢离子浓度发生变化的电位差。
把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，其点位岁待测溶液pH而变化。
电流计将原电池的点位放大若干倍，通过电表显示出来，测得相应的pH值构成。
三、仪器和试剂：1.仪器：722型分光光度计，pH211酸度计，容量瓶100Ml(7个)，烧杯50mL(6个)，酸式滴定管50mL(1个), 25mL( 2个)，10mL(1个)，碱式滴定管25mL(2支)，移液管10mL(2支)，移液管25mL(2支)，量筒50mL(1个)。
2.试剂:甲基红（A.R.），95%酒精，0.1M HAc,0.1M HCl, 0.01M HCl,0.01M NaAc0.04M NaAc.四、实验装置图：四722型分光光度计技术参数：* 波长范围:330-1000nm * 波长准确度:±2nm * 波长重复性:1nm* 光谱带宽:4nm * 透色比准确度:±0.5%T * 透色比重复性:0.2%T * 透色比范围:0-125%T * 吸光度范围:-0.031-2.5A * 稳定性:≤0.5%T/min pH211:● 测量范围0.00 to 14.00pH 精度±0.01pH,±0.2mV,±0.5℃ ● 校准方式:自动一点或两点校准（pH4.01、6.86等） ● 温度补偿：0-100℃自动温度补偿，环境温度0-50℃ ● 配套电极：HI1131G 玻璃电极、HI1200B 塑胶电极 五、实验步骤 1．溶液制备(1)配好的甲基红储备液：lg 甲基红加300mL 95％酒精，蒸馏水稀释到500mL 。
(2)标准溶液：取10mL 储备液加50mL 95％酒精，用蒸馏水稀释到100mL 。
(3)溶液A ：10mL 标准溶液加10.00mL O.1M HCl ，用蒸馏水稀释至100mL 。
(4)溶液B:10mL 标准溶液加25.00mL O ．04M NaAc ，用蒸馏水稀释至l00mL 。
溶液A 的pH 约为2，甲基红以酸式HMR 存在。
溶液B 的pH 约为8，甲基红碱式MR -（5）按下表配制不同浓度以HMR 为主的甲基红溶液和以MR 存在。
- 为主的甲基红溶液(6)2．测定吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长。
(1)取的两个1cm 比色皿，分别装入蒸馏水和A 溶液，以蒸馏水为参比，从420-600nm 波长之间每个20nm 测一次吸光度，在500-540nm 间每隔10nm 测一次吸光度。
具体操作方法为：打开样品室盖，调节透射比调零旋钮(O ％T)，把参比溶液和样品入比色皿座，合上样品室盖，拉动换位杆，将参比溶液移放光路，仪器置于T 下，使调节100%按钮使读数为1.000，然后将样品溶液移入光路，仪器置于A （吸光度）下直接读取表上显示的读数。
(2)测B 溶液的吸收曲线。
将比色皿中的A 溶液倒掉，清洗后用B 溶液润洗，装入适量B 溶液，用纸擦干表面液滴。
按照相同的方法，测定B 溶液的吸光度。
波长范围为410-530nm,在410-450之间每隔10nm 测一次吸光度。
得到最大吸光度处波长。
3.将0#，、0，#、1#-6#，7#-10#测量完毕后，取出吸收池清洗后放入盒中。
盖上样品室盖，关闭电源。
溶液在波长520nm,430nm 下分别测其吸光度，均以蒸馏水为参比溶液。
记录各组吸光度值。
注意每测完一组都需要用下一组溶液润洗滴管和吸收池。
更换测量波长时，需要校正透射率100%。
4.用pH 计测7#-10#用蒸馏水清洗pH 计的玻璃电极和温度计探针，擦干。
分别用pH=4.0(25℃)的邻苯二甲酸氢钾，pH=6.86(25℃)的混合磷酸盐缓冲溶液进行校正。
校正后，依次测量上述溶液的pH 值。
由于H 甲基红溶液的pH 。
+六、实验原始数据记录及处理达到平衡需要一段时间，故需等示数稳定后读数。
大约每10min 后读数。
每次更换溶液时都需要用蒸馏水清洗电极和温度计探针。
测量完毕后，关闭pH 计，注意要将玻璃电极套在装有蒸馏水中瓶中（不能露置在空气中）数据处理：①由表1，表2得到A,B 溶液的吸收曲线。
如图1所示：从图中可以看出，溶液A[以HMR 为主]的最大吸收峰处λ=520nm ，溶液B[以MR -为主] 最大吸收峰处λ=430nm 。
在520nm 处，MR -吸光度很小；在430nm 处，HMR 吸光度很小。
可以认为在此波长下，溶液仅以单一组分存在。
②根据表3数据，分别作以酸性为主，碱性为主溶液浓度对A520, A430+进行线性拟合，得到如下图形及数据：曲线-4.92实验结果讨论：1.甲基红的理解平衡常数一般在105.0左右，随温度的波动比较大，且与甲基红浓度也有一定关系。
由实验结果可看出，测得的实验值在正常范围内，但难以确定具体的实验误差，各组实验的pK值也有较大差异。
可能导致实验值与标准值的偏离因素有：②溶液的配制。
由于需配制较多溶液，由多人分工完成，这样会增加实验的误差。
比如不同人标定容量瓶、移液管取液体时读数习惯不同，不同的滴管用后可能未洗净等因素均影响实验结果的准确度。
采用一人单独配制所有溶液的方法，可以减少误差（当然，势必延长实验时间）。
实验所用的移液管、滴管等均应一一对应，不要混用，在取液体时需要多次润洗。
③对朗伯-比尔定律的偏离。
主要在于仪器和溶液两方面a.仪器：严格来讲，该定律只适用于单色光，但由于狭缝宽度、电源电压等因素，严格的单色光是无法达到的。
由实验装置部分给出的仪器参数（如稳定性≤0.5%T/min 等）可看出，仪器本身是误差来源之一。
b.溶液。
只在很稀的溶液中，A-c 才有很好的线性关系。
实验所用的标准液浓度仅10-5④在步骤1（5）中，没有对混合液稀释到容量瓶刻度线，认为总体积为A 溶液与HCl 体积之和，每份溶液的体积均为20mL ，并根据此体积来算出A 中甲基红的浓度。
显然，混合后溶液体积会发生不同程度的改变，不是20mL 。
且溶液体积较小，误差较大。
若将每份溶液均稀释到100mL,可以减少误差。
M 数量级，该部分误差较小⑤在测量摩尔消光系数时，酸性甲基红中只考虑HMR 的存在，碱性甲基红中只考虑MR -严格来讲，参比液应该为仅不含有甲基红的液体。
实验中为方便起见用蒸馏水做为参比液，准确情况应该还要加入与测量液同比率的其它物质（如乙醇，盐酸等）的存在，会存在一定误差。
增大酸性溶液的酸度，碱性溶液的碱度即可减小该误差。
2.由HMR,MR -nm 。
后续实验之所以采用这两个波长为测量值，是因为它们分别在该波长处有较大吸收，测得的摩尔消光系数较大，增加了灵敏度。
同时，酸性甲基红λ的吸收曲线可以看出，二者均存在一个最大吸收峰，为520nm,430 max 相对于碱性的发生红移。
由酸式、碱式结构式变化可以看出，酸式HMR 由于N 的质子化，使得共轭链延长，于是酸式的λmax3.每改变一次测量波长，都需要重新进行T100%校准。
这是为了使仪器适应新的波长值。
当波长改变之较大的时，需要等一段时间，才能仪器才能调整到所需状态，光电管等都有一定的响应时间。
使用过程中，为避免光电管因受连 续光照射而疲劳，只有在测量时才将比色皿暗箱放下。
更大。
4.在测量溶液的pH ，需要等待较长时间后读数，这是为了是玻璃电极内外H +5.分光光度法的应用不限于可见光区，可以扩大到紫外和红外区，因此对于一系列没有颜色的物质也可以应用。
同时，还可以在同一样品中，对两种以上的物质（不需预先分离）进行测量。
由于吸收光谱实际上决定于物质内部结构和相互作用，一次该法还有助于了解溶液中分子结构及溶液中发生的各种相互作用（如离解、络合、氢键等性质）浓度达到平衡，这个过程比较缓慢。
但是对于缓冲溶液，该过程进行得较快，故缓冲液进行pH 校正时时间较短。
[]p []MR HMR −K=pH-lg。