实验二醋酸解离度和解离常数的测定

实验二 醋酸解离度和解离常数的测定

一、实验目的

1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法；

2、加深对弱电解质解离平衡的理解；

3、学习电导率仪的使用方法，进一步学习移液管的基本操作。

二、提 要

醋酸CH 3COOH 即HA C ，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：

)1(O H )q (HAc 2+α )q (Ac )q (O H 3α+α-+

或简写为

)q (HAc α )aq (Ac )aq (H -++

其解离常数为

{}{

}

{

}

θ

θ

-θ+=αc )c HA (c c )c A (c c )H (c

)c HA (K eq eq eq

如果HAc 的起始溶度为c o ，其解离度为α，由于,)()(0a c Ac c H c eq eq ==-+代

入式（）得：

θ

θ

αα-α

=α-α=c

)1(c c )c c ()c ()HAc (K 2

00020

某一弱电解质的解离常数K a 仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度α则随溶液浓度的降低而增大 。可以有多种方法用来测定弱电解质的α和K a ，本实验采用的方法是用电导率测定HAc 的α和K a 。

电解质溶液是离子电导体，在一定温度时，电解质溶液的电导（电阻的倒数）λ为

l kA =λ

式中，k 为电导率．．．（电阻率的倒数），表示长度l 为1m 、截面积A 为1m 2导体的电导；单位为S·m -1。电导的单位为S [西（门子）]。

在一定温度下，电解质溶液的电导λ与溶质的性质及其溶度c 有关。为了便于比较不同溶质的溶液的电导，常采用摩尔电导m λ。它表示在相距1cm 的两平行电极间，放置含有1单位物质的量电解质的电导，其数值等于电导率k 乘以此

溶液的全部体积。若溶液的浓度为)dm ·

mol (c 3-，于是溶液的摩尔电导为 c k 10kV 3

m -==λ

m λ的单位为12mol ·m ·

S -。 根据式，弱电解质溶液的溶度c 越小，弱电解质的解离度α越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的%100=α。从而可知，一定温度下，某浓度c 的摩尔电导m λ与无限稀释时的摩尔电导∞λ,m 之比，即为该弱电解 质的解离度：

∞

=,m m λλα

不同温度时，HAc 的∞λ,m 值中表 所示。

表 不同温度下HAc 无限稀释时的摩尔电导∞m 温度T/K

273 291 298 303 )mol ·m ·S (12,m -∞λ

藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc 溶液的k 值。根据式及式即可求得所对应的解离度α。若将式代入式，可得：

{})(,,2

0m m m m

c K λλλ

λα-=∞∞

根据式，可求得HAc 的解离常数K α。

三、仪器和药品

1、仪器

常用仪器：烧杯（100cm 3,3只） 锥形瓶（250cm 3,2只） 铁架台 移液管（25cm 3,3支） 吸耳球 碱式滴定管 洗瓶 玻璃棒 滤纸 温度计（0~100℃，公用） 电导率仪（附铂黑电导电极）

2、药品

醋酸)dm ·

mol 1.0(c HA 3- 标准氢氧化钠NaOH·dm -3,4位有效数字) 酚酞（1%）

四、实验内容

（一）醋酸溶液浓度的标定

用移液管量取2份溶液，分别注入2只锥形瓶中，各加2滴酚酞溶液。 分别用标准NaOH 溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，

计算滴定所用的标准NaOH 溶液的体积，从而求得HAc 溶液的准确浓度。

重复上述实验，求出两次测定HAc 溶液浓度的平均值。 （二）醋酸溶液的电导率的测定

用移液管量取 HAc 溶液置于烧杯中，另用移液管量取去离子水与上述HAc 溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用铂黑电导电极，测定所配制的HAc 溶液的电导率。

随后，用移液管从已测定过电导率的溶液中取出，并弃去；再用另一支移液管加入去离子水[注1]，搅拌均匀，测定此稀释后HAc 溶液的电导率。如此不断稀释，测定电导率共4~6次。

记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k 数据。根据表的数值，得到实验室温下HAc 无限稀释时的摩尔电导∞,m λ[注2]。再按式计算不同超始浓度时的摩尔电导m λ。即可由式求得各浓度时HAc 的解离度α。根据式或式的计算，取平均值，可得HAc 的解离常数K a 。

五、数据记录和处理

（1）醋酸溶液浓度的标定 实 验 编 号

Ⅰ Ⅱ 滴定后NaOH 液面的位置3a 2cm )OH N (V 滴定前NaOH 液面的位置31cm )NaOH (V 滴定中用去NaOH 溶液的体积3cm )NaOH (V

两次滴定用去NaOH 体积的平均值3av cm )NaOH (V

标准NaOH 溶液的浓度)dm ·

mol ()NaOH (c 3- 滴定中取用HAc 溶液的体积3cm )HAc (V

[注1] 为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于×10-3S·m -1。

[注2] 若室温不同于表中所列温度，可用内插法近似求得所需的∞,m λ值。例如，室温为295K 时，HAc 无限稀释时的摩尔电导∞,m λ为

1

212,n 1

21

212mol ·m · S 0373.0mol ·m · S )x 0349.0(mol ·m ·S 0024.x K )291295(K

)291298(mol · m · xS mol ·m · S )0349.00391.0(--∞---=+=λ=--=-