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1、乙酸解離度和解離常數(shù)的測定pH 測定法一、實驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí)用 pH 計測定乙酸解離常數(shù)的原理和方法;2、 加深對弱電解質(zhì)解離平衡等基本概念的理解;3、學(xué)會酸度計、吸量管和容量瓶的正確使用。二、實驗原理乙酸(以 HOAc 表示)是弱電解質(zhì),在水溶液中存在以下解離平衡:HOAc起始濃度c平衡濃度c( HOAc )解離常數(shù)表達(dá)式為:H+ OAc 00+c( H ) c( OAc )c(H ) / c·c(OAc ) / cK a(HOAc )(1)c( HOAc ) / cK ( HOAc )為乙酸解離常數(shù)。嚴(yán)格地說, 離子濃度應(yīng)該用活度來代替,但乙酸的稀溶液中, 離子濃度與活度近似相等
2、。如果在上式中忽略由水解離所提供的H+ 量,則達(dá)到平衡時溶液中c(H +)=c(OAc )(為了簡便,式中 c 省略),代入(1)中c2(H)(2)K (HOAc )c(H)c解離度 :測定已知濃度 HAc 溶液的 pH值,便可算出它的解離度。c(H )c配制一系列已知濃度的乙酸溶液,在一定溫度下, 用酸度計測定其 pH,根據(jù) pH=-lgc( H+)求算 c( H+)。實際上,酸度計所測得的pH 反映了溶液中 H + 的有效濃度,即 H+ 的活度值,在本實驗中忽略這種差別。將C(H + )代入( 2)式中,即可求得一系列 K 值,其平均值即為該溫度下的解離常數(shù)。三、儀器、藥品及材料儀器: p
3、HS-3C 型 pH計,復(fù)合電極,燒杯( 50mL , 5個),吸量管( 20mL , 1 只),容量瓶(50mL , 5只)藥品: HOAc(0.1000mol·L-1)材料:碎濾紙四、實驗內(nèi)容及步驟( 1)配制不同濃度的乙酸溶液-1用吸量管分別取 5.00mL ,10.00mL ,15.00m,20.00,25.00mL 標(biāo)準(zhǔn)的 0.1000 mol L·HOAc溶液, 加入編成 1 5號的 5個50mL 容量瓶中,再用去蒸餾水稀釋至刻度,搖勻。算出此3瓶HOAc 溶液的濃度。(2)測定乙酸溶液的pH 值把以上稀釋的5種不同濃度的 HOAc 溶液,分別放入編成1 5號的
4、 5個干燥的 50mL 燒杯中,按由稀到濃的次序用酸度計分別測定它們的pH 值,記錄數(shù)據(jù)和室溫。計算解離度和解離常數(shù)。實驗數(shù)據(jù)處理表標(biāo)準(zhǔn) HOAc 溶液的濃度:-1測定時溶液的溫度:mol·L燒杯配制溶液的濃測得的+HAc 的體積 /mLc(H )( HOAc)K編號-1pH 值-1a ( HOAc)度 / mol L·/ mol L·15.00210.00315.00420.00525.00K平 =四、數(shù)據(jù)處理(1)根據(jù) K(HOAc )c2 (H ) 計算 K值 ,及K的平均值。c c(H )( 2)計算乙酸解離度,根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)乙酸解離度、解離常數(shù)與其濃度
5、的關(guān)系。( 3)要求寫出一組數(shù)據(jù)的全部運算方法與過程。其他各組數(shù)據(jù)只要求將運算結(jié)果填入表中即可。(4)求算相對誤差并分析誤差產(chǎn)生的原因(文獻值:25時 K-5(HAc) =1.76 10× )。思考題1. 不同濃度的 HOAc 溶液的解離度 是否相同,為什么?2. 若改變所測 HOAc 溶液的濃度,其解離度和解離常數(shù)有無變化?3.測定不同濃度 HAc 溶液的 pH 值時,為什么按由稀到濃的順序?4.若 HAc 溶液濃度很稀,能否應(yīng)用下列近似公式:常數(shù)?為什么?PHS-3C 型精密 pH 計的使用方法K (HOAc ) c2 (H ) 求解離 c c(H )一、開機前準(zhǔn)備1、電極埂旋入
6、電極梗插座,調(diào)節(jié)電極夾到適當(dāng)位置;2、復(fù)合電極夾在電極夾上,拉下電極前端的電極套;3、拉下橡皮套,露出復(fù)合電極上端小孔;4、用蒸餾水清洗電極。二、開機1、電源線插入電源插座;2、按下電源開關(guān),電源接通后,預(yù)熱30min 接著進行標(biāo)定。三、標(biāo)定儀器使用前、先要標(biāo)定。一般情況下儀器在連續(xù)使用時,每天要標(biāo)定一次。1、在測量電極插座處拔去短路插頭;2、在測量電極插座處插上復(fù)合電極;3、把選擇開關(guān)旋鈕調(diào)到pH 檔;4、調(diào)節(jié)溫度補償旋鈕,使旋鈕白線對準(zhǔn)溶液溫度值;5、把斜率旋鈕順時針旋到底;6、把用蒸餾水清洗過的電極插入pH=6.86的緩沖溶液中;7、調(diào)節(jié)定位旋鈕,使儀器顯示讀數(shù)與該緩沖溶液當(dāng)時溫度下的8
7、、用蒸餾水清洗電極,用濾紙擦干,再插入pH=4.00( 或pH 值相一致;pH=9.18) 的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中,調(diào)節(jié)斜率旋鈕使儀器顯示讀數(shù)與該緩沖液中當(dāng)時溫度下的pH值一致;9、重復(fù) 6 8 直至不用再調(diào)節(jié)定位或斜率兩調(diào)節(jié)旋鈕為止。四、測量pH 值1、被測溶液與定位溶液溫度相同時,測量步驟如下:用蒸餾水清洗電極頭部,用濾紙擦干;把電極浸入被溶液中,用玻璃棒攪拌溶液,使溶液均勻,在顯示屏上讀出溶液的pH值。2、被測溶液與定位溶液溫度不相同時,測量步驟如下:用蒸餾水清洗電極頭部,用濾紙擦干;用溫度計測出被測溶液的溫度值;調(diào)節(jié)“溫度”旋鈕,使白線對準(zhǔn)被測溶液的溫度值;把電極插入被測溶液內(nèi),用玻璃棒攪拌溶液,使溶液均勻后讀出該溶液的pH 值。注意事項:1、取下電極護套后,應(yīng)避免電極的敏感玻璃泡與硬物
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