实验十九 醋酸解离度、解离常数的测定 一、预习思考 1.两种方法测定HAc解离度和解离常数的原理有何不同？ 2.计算中数字的有效数字位数有什么规则？ 二、实验目的 1.了解用pH法和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pH计和电导率仪的使用方法，练习使用移液管。 三、实验原理 醋酸是弱酸，即弱电解质，它在溶液中存在下列解离平衡： HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac-(aq) 或简写为 HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq) 其解离常数为 {ceq(H)/c}{ceq(Ac)/c}Ka(HAc) （6-5-1） {ceq(HAc)/c}如果HAc的起始浓度为c0,其解离度为，由于c(H)=c(Ac)= c0，带入上式eqeq（6-5-1），得： Ka(HAc)(c0 )2/(c0 c0 ) 2c/(1-) （6-5-2） 0 某一弱电解质的解离常数Ka仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度则随着溶液浓度的降低而增大，本实验采用两种方法。 1.pH值法测定醋酸的解离度和解离常数 在一定温度下，用 pH 计 ( 酸度计 )测得一系列已知不同浓度的醋酸溶液的 pH 值，根据 pH= - lg c(H + ) ，换算出各不同浓度醋酸溶液中的 c(H + ) ；再根据c(H)/C0100%，可求得各不同浓度醋酸溶液的解离度值；最后根据公式（6-5-2）Ka(HAc)c0 2/(1-)，求得一系列对应的解离常数 Ka（HAc） 值，取其平均值，即为该温度下的醋酸解离常数值。 2. 电导率法测定醋酸的解离度和解离常数 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）为 A/l （6-5-3） 式中：为电导率（电阻率的倒数），表示长度l为1m、截面积A为1m2导体的电导，单位为S·m -1，电导的单位为S（西门子）。为了便于比较不同溶质的溶液电导，常采用摩尔电导m 。摩尔电导表示在相距1cm的两平行电极之间，放置含有1单位物质的量电解质的电导，其数值等于电导率乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c（mol·L -1），则含有1单位物质的量电解质的溶液体积V=10-3/ c（m3·mol -1）,溶液的摩尔电导为： mV103/c （6-5-4） m2·mol-1 。 m的单位为S·由公式（6-5-2）可知，弱电解质溶液的浓度c越小，弱电解质的解离度越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的=100%。从而可知，一定温度下，某浓度c的摩尔电导率m与无限稀释时的摩尔电导率m,之比，即为该弱电解质的解离度： m/m, （6-5-5） 不同温度时，HAc的m,值见表6-5-1。 表6-5-1不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导率m, 温度T/K 273 0.0245 ) 通过电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的值。根据公式（6-5-4）以及（6-5-5）即可求得对应的解离度。若将公式（6-5-5）代入公式（6-5-2），可得： 291 0.0349 298 0.0391 303 0.0428 m,/( S·m2·mol-1c0mKa （6-5-6） {m,(m,m)}根据公式（6-5-6）即可求得HAc的解离常数Ka 。 四、仪器与试剂 21.仪器：洗瓶（1 个），移液管 (20mL，1 支)，小烧杯 (50 mL，6 只)，移液管架（1 只），洗耳球，酸度计（1 台），温度计 (0～100 ℃，1 支)。 2.试剂：HAc(0.1mol · L-1) ，pH=4.00 的标准缓冲溶液（邻苯二甲酸氢钾）。 五、实验步骤 1. pH 值法测定醋酸解离常数 （1）取5只洗净烘干的 50mL 小烧杯依次编成 1 # ~5 # 。 （2）从移液管中分别向1 # ，2 #， 3 #，4 #，5 #小烧杯中准确放入48.00，24.00 ，12.00 ，6.00 ，3.00mL已准确标定过的 HAc 标准溶液。 （3）用移液管中分别向1 # ，2 #， 3 #，4 #，5 #小烧杯中准确放入 0.00 ，24.00 ，36.00，42.00，45.00mL的蒸馏水，并将杯中溶液搅混均匀。 （4）用酸度计分别依次测量 5 #～1 # 小烧杯中醋酸溶液的 pH 值，并如实正确记录测定数据(表6-5-2)。 2.电导率法测定醋酸解离常数 （1）取配置好的醋酸溶液，用电导率仪分别依次测量 5 #～1 # 小烧杯中醋酸溶液的电导率的值，并如实正确记录测定数据（表6-5-3）。 （2）记录实验数据时室温与不同起始浓度时的电导率数据。根据表6-5-1的数值，得到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导率m,。再按照公式（6-5-4）计算不同起始浓度时的摩尔电导m。即可由公式（6-5-5）求得各浓度时HAc的解离度。根据公式（6-5-6）的计算，取平均值，可得到HAc的解离常数Ka 。 六、数据记录与处理 1.pH 值法测定醋酸解离常数的数据记录和处理： 醋酸溶液的原始浓度： c(HAc)= 0.09217mol · L -1，实验时室温 =___________℃。 表6-5-2 pH 值法测定醋酸解离常数的数据记录 烧杯编号 HAc 溶液体积 V(HAc)/cm3 12 24 48 H 2 O 体积 V(H2 O)/cm 3 配制的 HAc 溶液浓度 c(HAc)/(mol · L -3 ) 0.25* 0.5* 0.09217 PH H+浓度 醋酸解c(H + )/ 离度(mol · L-/% 1) 醋酸解离常数KHAc 1# 2# 3# 36 24 0 3.19 3.02 2.88 醋酸电离平衡常数平均值 Ka（ HAc）= 2.电导率法测定醋酸解离常数的数据记录和处理 表6-5-3电导率法测定醋酸解离常数的数据记录 烧杯编号 1# 2# 3# 配制的 HAc 溶液浓度 c0(HAc)/(mol · L -1 ) 0.25* 0.5* 0.09217 电导率 摩尔电导m 醋酸解离度/% 醋酸解离常数KHAc 醋酸电离平衡常数平均值 Ka（ HAc）= 七、注意事项 1.移液管的使用注意事项。 2.pH计和电导率仪使用方法以及注意事项，尤其是电极的清洗。 八、讨论和应用 1.内插法求所需的m,。例如，室温为295K时，HAc无限稀释时的摩尔电导m,为： (0.03910.0349)Sm2mol1(298291)K (295291)K(X0.0349)Sm2mol1求得X=0.0373 S·m2·mol-1 。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/439f9b09ac45b307e87101f69e3143323868f571.html