实验七----电导法测定醋酸的电离度和电离常数

一. 实验目的

1、掌握醋酸解离度和解离常数测定方法，加深对电离度，电离常数和溶液浓度与电导关系的理解。

2、学习电导法测电离度的原理和在井穴板中进行电导率测量的操作；理解酸度计的使用。

3、进一步掌握溶液的配制、滴定操作。

二. 实验原理

COOH或HAc)是弱电解质，在水溶液中存在下列解离平衡：

1、醋酸（CH

3

起始浓度（mol/L） c 0 0

平衡浓度（mol/L） c- cα cα cα

若c为醋酸的起始浓度，α为醋酸的解离度，[H+]、[Ac-]、[HAc]分别为H+、Ac-、HAc的平衡浓度，Kα为醋酸的解离常数，则[H+]=[Ac-]= cα [HAc]= c（1-α）

解离度：α=[H+]/c×100%

解离常数：Kα=[H+][Ac-]/[HAc]= cα2/（1-α）=[H+]2 /（c-[H+]）

已知pH＝-lg[H+]，所以测定了已知浓度的醋酸溶液的pH值，就可以求出它的解离度和解离常数。

2、PHS-3C酸度计直接电位法测定pH值的原理

PHS-3C型精密级酸度计是一3（1/2）位数字显示的酸度计，适用于研究室、医药、学校、化工、环保等化验室的取样测定水溶液的酸度(pH值)和测量电极电位(mV值)。如配上适当的离子选择电极，则可以作为电位滴定。其工作原理是利用复合电极对被测水溶液中不同的酸度产生直流电位，通过前置阻抗转换器把高内阻的直流电位转变成低内阻的直流电位，输入到A/D转换器，以达到pH值数字显示。同样，配上适当的离子选择电极作电位滴定分析时，以达到终点电位显示。

以pH玻璃电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，插入溶液中即组成测定pH值的原电池。在一定条件下，电池电动势E是试液中pH值的线性函数。测量E时，若参比电极（甘汞电极）为正极，则

E=K+0.059pH(25℃)

当pH玻璃－甘汞电极对分别插入pHS标准缓冲溶液和pH x未知溶液中，电动势E S和Ex 分别为

E S=K+0.059pHS(25℃)

Ex=K+0.059pH x(25℃)

两式相减，得

（25℃）

三. 仪器设备及试剂

仪器：容量瓶(50mL)，吸量管(10mI)，移液管(25mL)，烧杯(50mL)，锥形瓶(250mL)，碱式滴定管(50mL)，pHs-3C型酸度计。

试剂：0.2mol/LHAc，0.2mol/LNa0H标准溶液，酚酞，pH标准参比溶液。

四. 实验步骤

一）酸度计的使用

1、PHS-3C型酸度计的组装

1）开机准备将电源线插入电源插座。按下电源开关，电源接通后，将仪器预热20~30 min。

2）仪器组装 PHS-2C型酸度计由机体、电极夹、输入端短路插头、复合电极、电极杆、电源线、保险丝0.1A（F5×20，一般已装入机体）七个部分组成。组装时，首先把电极杆插入仪器右侧电极杆孔内旋紧，然后把塑料电极夹二孔对准装在电极杆上，拔去电极保护套，把电极固定在电极夹上，然后旋去输入端短路插头，旋上电极插头。短路插在不用时应妥善保管好，仪器使用完毕再旋上。电极下端的玻璃球泡较薄，当心碰坏。

2、PHS-3C型酸度计的校正

一点法：

（1）旋上电极，选择旋钮置于“pH”档，“斜率调节器”顺时针旋到底。

（2）先用蒸馏水清洗电极，用滤纸吸干电极，然后把电极插入一已知pH值的标准缓冲溶液中(如pH=4或pH=9)，调节温度调节器使所指示的温度与溶液温度相同，并摇动试杯使溶液达到平衡。

（3）旋转“定位”调节器使仪器的指示值为该缓冲溶液所在温度相应的pH值。

仪器的一点标定已经完成，测试过程中定位电位器不应再有变动！

二点法：

（1）斜率调节器顺时针旋到底，旋转“温度”调节器使所指的温度与溶液的温度相同，并摇动试杯使溶液均匀。

（2）把电极插入已知pH=6.86的缓冲溶液，旋转“定位”调节器，使仪器的指示值为该缓冲溶液所在温度相应的pH值（pH＝6.86）。

（3）用蒸馏水清洗电极，并用滤纸吸干，把电极插入另一只已知pH缓冲溶液(pH=4或pH=9.18)并摇动试杯使溶液均匀。

（4）旋转“斜率”调节器，使仪器的指示值为溶液所在温度相应的pH值（pH=4或pH=9.18）。

重复2~3步骤，直至达到要求为止。仪器两点标定已告完成，经标定的仪器的定位调节器与斜率调节器不应再有变动。

3、测量pH值

（1）被测溶液与定位溶液温度相同时

“定位”调节器保持不变；用蒸馏水清洗电极球泡，并用滤纸吸干；把电极插入被测溶液内，摇动试杯使溶液均匀后读出该溶液的pH值。

（2）被测溶液与定位溶液温度不同时

“定位”调节器保持不变；用蒸馏水清洗电极球泡，并用滤纸吸干；用温度计测出被测溶液温度，旋转“温度”调节器，使指示在被测溶液的温度值上；把电极插入被测溶液内，摇动试杯使溶液均匀后读出该溶液的pH值。

二）醋酸电离度和电离常数的测定

1．标定原始醋酸溶液的浓度

用移液管移取25 mL待标定醋酸溶液置于锥形瓶中，加2-3滴酚酞用Na0H标准溶液滴定至微红色，并半分钟内不褪色为止。记下所用的Na0H溶液的体积。再重复上述滴定操作2次，要求3次所消耗Na0H溶液的体积相差小于0.005mL。计算HAc溶液的浓度。

2．配制不同浓度的醋酸溶液

用移液管和吸堡管吸取25.00mL、5.00mL、2.5 mL已测得准确浓度的醋酸溶液分别置于3

个50mL容量瓶中。用蒸馏水稀释至到度，摇匀，计算出这三瓶醋酸溶液的浓度。

3．测定不同浓度醋酸溶液的pH值

取以上4种不同浓度的醋酸溶液25mL分别加入4只洁净下燥的50mL烧杯中，按由稀到浓的次序在pHs-2型pH计上分别测出它们的pH值，记录数据和室温。计算解离度和解离平衡常数。

六、数据记录与处理

表1 计算醋酸浓度

mol/L NaOH标准溶液滴定 mol/L HAc溶液

表2 醋酸解离度和解离平衡常数

标准缓冲溶液的pH值温度℃

七、实验预作记录

表1 计算醋酸浓度

mol/L NaOH标准溶液滴定 mol/L HAc溶液