乙酸的電位滴定分析及其解離常數的測定

1、1實驗四乙酸的電位滴定分析及其解離常數的測定一、目的要求1學習電位滴定的基本原理及操作技術2運用pH-V曲線和(pHAV)-V曲線與二級微商法確定滴定終點。3學習測定弱酸離解常數的方法。、實驗原理乙酸HAc是一弱酸，其pKa= 4.74，當以標準堿溶液滴定乙酸試液時，在化學計量點附 近可以觀察到pH的突躍。以玻璃電極與飽和甘汞電極插入試液即組成如下的工作電池：1Ag,AgCIIHCI(0.1 mol L_J丨玻璃膜丨HAc試液丨KCI(飽和)IHg2Cb,Hg該工作電池的電動勢在酸度計上反映出來，并表示為滴定過程中的pH，記錄加入標準堿溶液的體積V和相應的被滴定溶液的體積。 也可用二級微商法，

2、于ApH-AV2=0處確定終 點。根據標準堿溶液的濃度、 消耗的體積和試液的體積， 即可求得試液中乙酸的濃度或含量。根據乙酸的解離平衡：HAc(aq) H(aq)+Ac (aq)其解離常數+ -H Ac HAc當滴定分數為50%時，Ac- = HAc，此時Ka= H+，即pKa= pH因此在滴定分數為50%處的pH，即為乙酸的pKa。三、儀器和試劑1酸度計2玻璃電極3甘汞電極4容量瓶50ml 100ml5吸量管6微量滴定管9. 0.1mol/LHAc10. pH=4.00、pH=6.88標準緩沖溶液(20C)四、操作步驟1調試儀器：接通電源，將選擇開關置于pH檔，連接好電極，調節(jié)溫度檔于室溫。

3、22將pH=6.88(20C)的標準緩沖溶液置于50mL的燒杯中，放入磁力子，開動攪拌器,調節(jié)定位檔，再用pH=4.00(20C)的標準緩沖溶液校核，調節(jié)斜率擋，反復調節(jié)，相對固定，所得讀數與測量溫度下的緩沖溶液的標準值之差應在0.05pH單位之內。3準確吸取lO.OOmL鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液于100mL燒杯中，加水約30mL,放入磁力子4將待標定的NaOH溶液裝入滴定管中，調節(jié)液面在O.OOmL處5開動攪拌器，調節(jié)適當的攪拌速度，進行粗測，即測量在加入NaOH溶液OmL、1mL、2mL8mL、9mL、10mL時的各點的pH。初步判斷發(fā)生PH突躍時所需的NaOH體積范圍 (Vex) 6重復3

4、、4操作，然后進行細測，即在化學計量點附近取較小的體積增量，以增加測 量點的密度，并在讀取滴定管讀數時，讀準至小數點后第二位。如在粗測時Vex為89mL, 則在細測時，在加入8.00mLNaOH后，以O.IOmL為體積增量，測量加入NaOH溶液8.00 mL、8.10 mL、8.20 mL8.90mL和9.00 mL時各點的pH值。7吸取乙酸試液10.00 mL,置于100 mL燒杯中，加水約30 mL.8仿照標定NaOH時的粗測和細測步驟，對乙酸進行測定。在細測的(1/2)Vex處,也應該適當增加測量點的密度，如Vex為45 mL,可測量加入2.00 mL、2.10 mL2.40mL和2.5

5、0 mLNaOH溶液時各點的pH值。五、數據處理1、NaOH溶液濃度的標定(1)實驗數據及計算粗測AVex=_mLV/mL012345678910.pH10.00細測V/mLpHApH/AVApH/AV根據實驗數據，計算ApH/AV和化學計量點附近的A2pH/AV2,填入表中(2)于方格紙上作pH-V和(ApH/AV)-V曲線，找出終點體積Vep.(3)用內插法求出A2pH/AV=0處的溶液的NaOH體積Vep.(4) 根據(3)所得的Vep，計算NaOH標準溶液的濃度。2、乙酸濃度及解離常數Ka的測定(1)實驗數據及計算粗測AVex=_ mLV/mL012345678910 .pH10.00

6、3細測(半中和點)1/2 AVxpH細測V/mLpHApH/AVApH/AV仿照上述NaOH溶液濃度標定的數據處理方法，畫出曲線，求出終點Vep。(2)計算原始試液中乙酸的含量，以g. L-1表示。(3)在pH-V曲線上，查找體積相當于1/2AVep時的pH，即為乙酸的pKa?！咀ⅲ簆Ka一定要在pH-V曲線上描出并讀出相應數據(直接打印的請用16K或B5)】六、思考題(任選兩題)1若改變所測乙酸溶液的濃度，乙酸的解離常數有無變化？2測定一系列同種溶液的pH值時，測定順序由稀到濃和由濃到稀，其結果可能有何不同？3.如何確定pH計已校正好？-1-14.將10mL0.2 molHAc溶液和10mL

7、0.1 molNaOH溶液混合后，所得溶液是否具有緩沖能力？5常用標準緩沖溶液有哪幾種?七、備注1.介紹pH計的使用方法。2強調移液管的使用。4- 標準曲線法1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理；2.了解原子吸收分光光度計的基本結構及其使用方法;3.掌握標準曲線法測定自來水中鈣、鎂的含量的方法。二、實驗原理原子吸收分光光度法是基于物質所產生的原子蒸氣對特定譜線（即待測元素的特征譜線）的吸收作用進行定量分析的一種方法。若使用銳線光源，待測組分為低濃度，在一定的實驗條件下，基態(tài)原子蒸氣對共振線的吸 收符合下式：A=；cl當I以cm為單位，c以mol L-1為單位表示時，8稱為摩爾吸收系數，單位為m

8、olL-1cm-1。 上式就是Lambert-beer定律的數學表達式。如果控制I為定值，上式變?yōu)锳=Kc上式就是原子吸收分光光度法的定量基礎。定量方法可用標準加入法或標準曲線法。標準曲線法是原子吸收分光光度分析中常用的定量方法，常用于未知試液中共存的基體成分較為簡單的情況，如果溶液中基體成分較為復雜，則應在標準溶液中加入相同類型和濃度的基體成分，以消除或減少基體效應帶來的干擾，必要時須采用標準加入法而不是標準曲線法。標準曲線法的標準曲線有時會發(fā)生向上或向下彎曲現象。要獲得線性好的標準曲線， 必須選擇適當的實驗條件，并嚴格實行。三、儀器和試劑1原子吸收分光光度計AA320N型（上海分析儀器廠）

9、2空心陰極燈鈣、鎂空心陰極燈3無油空氣壓縮機4乙炔鋼瓶5通風設備6容量瓶、移液管等7鈣標準儲備液（1000 gmL-1）-18鈣標準使用液（100卩g.mL）19鎂標準儲備液（1000卩g.mL）10.鎂標準使用液（25卩g.mL1）四、實驗條件鈣鎂1、吸收線波長（nm）422.7285.22、空心陰極燈電流（mA）10103、狹縫寬（mm）0.5（2檔）0.2（1檔）4、燃燒器高度（mm）6.04.0-15、乙炔流量（L min）0.80.7實驗五一、目的要求原子吸收分光光度法測定自來水中鈣、鎂的含量5-16、空氣流量（L min）4.54.56五、實驗步驟1、 配制標準溶液系列(1)Ca標

10、準溶液系列準確吸取0.50,1.00,2.00,3.50,5.00 mL上述Ca標準使用 液，分別置于五只50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。(2)Mg標準溶液系列準確吸取0.50，1.00，1.50，2.00，3.00 mL上述Mg標準使用 液，分別置于五只50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。2、 自來水樣品溶液打開自來水開關，取中間水樣備用。測定Ca不稀釋，測定Mg稀釋1倍(視具體情況而定)。根據實驗條件，將原子吸收分光光度計，按儀器操作步驟進行調節(jié)，待儀器電路和氣路系統(tǒng)達到穩(wěn)定，即可測定以上各溶液的吸光度。六、數據處理1記錄實驗條件(1) 儀器型號(2) 吸收線波長(

11、nm)(3) 空心陰極燈電流(mA)(4)光譜通帶或光譜帶寬(nm)(5) 乙炔流量(L min1)(6) 空氣流量(L min1)(7) 燃助比測定序號12Mg濃度-1/mg?L1A1吸光度A2AA3QCa濃度-1/mg?L1A1吸光度A2A A32.列表記錄測量Ca、Mg標準系列溶液的吸光度5樣品7以吸光度為縱坐標， 以Ca，Mg濃度為橫坐標繪制標準曲線， 并計算回歸方程和標準偏 差（或相關系數） （直接打印的請用16K或B5）3根據自來水樣的吸光度，用回歸方程求得水樣中Ca,Mg的濃度（g L-1）。若經稀釋須乘上稀釋倍數求得原始自來水中Ca，Mg含量。七、學習掌握有關操作1.了解原子吸

12、收分光光度計的基本結構及其使用方法；2.了解標準加入法的具體操作。3.學習鋼瓶的分類及使用。八、思考題（任選兩題）1.原子吸收光譜的理論依據是什么？2.原子吸收分光光度分析為何要用待測元素的空心陰極燈做光源？能否用氫燈或鎢燈 代替,為什么？3.如何選擇最佳的實驗條件？4.在什么條件下使用標準曲線法或標準加入法,他們各有什么優(yōu)缺點？九、備注 介紹原子吸收光譜儀的原理、注意事項和操作。實驗六 熒光光度分析法測定蔬菜水果中維生素 B2的含量一、目的要求1.了解熒光分光光度法的基本原理，正確使用930型熒光分光光度計。2.掌握熒光分光光度法測定蔬菜水果等食品中維生素B2含量的實驗技術。二、實驗原理在紫

13、外光或波長較短的可見光照射后, 一些物質會發(fā)射出比入射光波長更長的熒光。 以 測量熒光強度和波長為基礎的分析方法叫做熒光分光光度分析法。對同一物質而言，若alc0.05，即對很稀的溶液，熒光強度F與該物質的濃度c有以下的關系F = 2.3（）f Io alc式中：（）f熒光過程的量子效率；I0 入射光強度；a 熒光分子的吸收系數；l 試液的吸收光程。8I0和I不變時F = Kc式中K為常數。因此，在低濃度的情況下，熒光物質的熒光強度與濃度呈線性關系。維生素B2（即核黃素）在430 440 nm藍光的照射下，發(fā)出綠色熒光，其峰值波長為535nm。維生素B2的熒光在pH=67時最強，在pH=11時

14、消失。熒光分析實驗首先選擇激發(fā)光單色器波長和熒光單色器波長，基本原則是使測量獲得最強熒光，且受背景影響最小。激發(fā)光譜是選擇激發(fā)光單色器波長的依據，熒光物質的激發(fā)光譜是指在熒光最強的波長處，改變激發(fā)光單色器的波長測量熒光強度，用熒光強度對激發(fā)光波長作圖所得的譜圖。大多數情況下，熒光物質的激發(fā)光譜與其吸收光譜相同。熒光光譜是選擇熒光單色器波長的主要依據，熒光物質的熒 光光譜是將激發(fā)光單色器波長固定在最大激發(fā) 光波長處，改變熒光單色器波長測量熒光強度， 用熒光強度對熒光波長作圖所得的譜圖。下圖為維生素B2的吸收（激發(fā)）光譜及熒光光譜示意 圖。本實驗采用標準曲線法來測定維生素B2的含量。激發(fā)光單色器波

15、長選360 nm或440 nm。熒光單色器波長選525 nm，可將440nm的激發(fā) 光及水的拉曼光（360 nm）濾除，從而避免了它 們的干擾。三、操作步驟1標準系列溶液的配制在五個潔凈的50 mL容量瓶中，分別加入0.50 mL,1.00 mL,3.00 mL,5.00 mL和10.00 mL 5.00mg L1維生素B?工作標準溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。2標準系列溶液的測定開啟儀器電源，預熱約10min。用蒸餾水作空白，用標準溶液中濃度最大的溶液，調節(jié) 熒光讀數近滿刻度的某一固定值，從稀到濃測量標準系列溶液的熒光強度，以濃度為橫坐標，熒光強度為縱坐標，繪制標準曲線，計算回歸方程和相關

16、系數。四、樣品測定1、 樣品的氧化：吸取上述樣品處理液25mL于50mL容量瓶中，加入ImL3%KMnO4溶液，混勻后放置2分鐘，再加入ImL3%H2O2溶液混勻，使KMn04褪色，并稀釋至刻度。2、維生素B2含量的測定：在與標準曲線同樣條件下測定樣品氧化后的溶液熒光強度，并據此從標準曲線上求得維生素B2的含量，計算測定結果：3、 對于復雜樣品中維生素B2的提取，可將一定量均勻樣品放入250mL錐形瓶中，加入HCI溶液（0.1mol/L）50mL，置于高壓鍋中于10MPa煮沸30分鐘，冷卻后，用醋酸鈉溶液（2.5mol/L）調節(jié)pH至4.55.5,用水稀釋至100mL。過濾，取中間濾液備用。實驗操作最好 在避光條件下進行，容器采用棕色玻璃器皿。4、加入KMnO4的作用，是氧化其他色素和雜質，以除去干擾。實驗說明圄門30,帕腔歌1豪*尢譜忑覺光朮譜不珈國9維生素B2的理化特征；維生素B2是桔黃色無臭的針狀結晶，又叫核黃素，易溶于水而 不溶于乙醚等有機溶劑，在中性或酸性溶液中穩(wěn)定，光照易分解，對熱穩(wěn)定，在食物中維生 素B2一般都以磷酸核黃素和二核苷酸腺嘌嶺黃素的形式存在，而且它們都是或緊或松地和 蛋白質結合著，若用酸和酶水解Q可以使其成為游離的維生素B2（儀器操作方法見930熒光光度計或有關儀器說明書。）四、數據處理1記錄數據維生素B2標準