濃度對(duì)鹽類水解的影響

1、課題11 濃度對(duì)鹽類水解的影響課題概述： 鹽是由金屬離子(或銨根離子)與酸根離子組成的化合物。除了強(qiáng)酸強(qiáng)堿形成的鹽類以外，絕大多數(shù)的鹽類水溶液都不為中性，而呈現(xiàn)一定的酸性或堿性，其本質(zhì)原因是鹽類的水解。通常強(qiáng)酸弱堿鹽其水溶液水解呈酸性；而強(qiáng)堿弱酸鹽其水溶液水解呈堿性。 鹽溶液的水解程度與多個(gè)外因有關(guān)，其中鹽溶液的濃度是一個(gè)重要的因素。相同溫度下，同種鹽的不同濃度的水溶液，其水解程度也不相同。本實(shí)驗(yàn)通過pH傳感器，監(jiān)測(cè)不同濃度的乙酸鈉溶液中氫離子濃度，計(jì)算得出不同濃度乙酸鈉溶液水解程度變化情況，從而得出濃度對(duì)乙酸鈉水解的影響。 pH傳感器通過測(cè)量pH電極和參比電極、被測(cè)溶液所組成的電池的電動(dòng)勢(shì)，

2、間接測(cè)量pH電極的電位，從而得到溶液中的氫離子濃度。教學(xué)目標(biāo)： 1理解濃度對(duì)鹽類水解的影響。 2掌握如何衡量鹽類水解的程度及水解度的計(jì)算。器材準(zhǔn)備： 實(shí)驗(yàn)藥品：無水乙酸鈉晶體。 實(shí)驗(yàn)儀器：TI83 Plus圖形計(jì)算器及CBL系統(tǒng)、pH傳感器、電磁攪拌器、200mL燒杯、100mL量筒、藥匙、電子天平、250mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管、蒸餾水洗瓶。 實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示。 實(shí)驗(yàn)步驟：一實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 1配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。 將購(gòu)得的pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖物質(zhì)一小包溶于水，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，加水稀釋至刻度線，即為pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。(對(duì)應(yīng)的pH值及注意事項(xiàng)請(qǐng)參見標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包裝袋)。二設(shè)置傳感器 1將TI83 P

3、lus圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)按圖示連接。 2將pH傳感器與CBL系統(tǒng)CH1通道相連。 3打開TI83 Plus圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)，按APPS，選擇“CHEMBIO”程序，按ENTER。(見圖1、2) 圖1 圖2 4在“MAIN MENU”菜單中選擇“1：SET UP PROBES”；輸入傳感器數(shù)量“1”，按ENTER。(見圖3) 5在“SELECT PROBE”菜單中選擇“2：pH”。(見圖4) 圖3 圖4 6輸入通道序號(hào)“1”；在“CALIBRATION”菜單中選擇“2：PERFORM NEW”。 預(yù)熱30秒后，按ENTER。(見圖5、6) 圖5 圖6 7將裝有pH值為6.865的標(biāo)準(zhǔn)緩

4、沖溶液的燒杯放在電磁攪拌器上，并將電磁攪拌器的加熱溫度調(diào)至25。將干凈的pH電極浸入燒杯中，當(dāng)CBL系統(tǒng)顯示屏示數(shù)穩(wěn)定后，按TRIGGER，并在圖形計(jì)算器上輸入pH值“6.865”。 (見圖7、8) 圖7 圖8 8取出pH電極，用水沖洗干凈，用濾紙小心吸干電極外表。 9將裝有pH值為9.180的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的燒杯放在電磁攪拌器上，并將電磁攪拌器的加熱溫度調(diào)至25。將干凈的pH電極浸入燒杯中，當(dāng)CBL系統(tǒng)顯示屏示數(shù)穩(wěn)定后，按TRIGGER，并在圖形計(jì)算器上輸入pH值“9.180”。 (見圖9、10) 圖9 圖10 10在“CALIBRATION DONE”屏幕中顯示了校正曲線的斜率(INTERC

5、EPT)K0，B與截距(SLOPE)K1，A。記錄這些數(shù)據(jù)。以后測(cè)定時(shí)，如果仍使用同一pH傳感器并且環(huán)境情況相類似時(shí)，可以不用標(biāo)準(zhǔn)溶液校正，而在“CALIBRATION”菜單中選擇“3：MANUAL ENTRY”，手工輸入校正曲線的斜率INTERCEPT與截距SLOPE，即可實(shí)現(xiàn)pH電極的校正。(見圖11) 圖11三pH值變化數(shù)據(jù)收集 1用量筒量取100mL蒸餾水于200mL燒杯中，將燒杯置于電磁攪拌器上并放入攪拌子。 2將干凈的pH傳感器浸入燒杯內(nèi)溶液中。 3在“MAIN MENU”菜單中選擇“2：COLLECT DATA”。(見圖12) 4在“COLLECT DATA”菜單中選擇“3：TR

6、IGGER / PROMPT”，預(yù)熱30秒后，按ENTER。(見圖13) 圖12 圖13 5用電子天平稱取0.082g無水乙酸鈉晶體，倒入燒杯中，溶解、攪拌均勻。當(dāng)CBL系統(tǒng)顯示屏示數(shù)穩(wěn)定后，按TRIGGER，并在圖形計(jì)算器上輸入乙酸溶液的濃度“0.01”mol/L。(近似認(rèn)為溶液體積不變保持100mL不變 )。(見圖14) 圖14(圖11) 6在“DATA COLLECTION”菜單中選擇“1：MORE DATA”。(見圖15) 圖15 7重復(fù)5、6的操作步驟。每次按TRIGGER后在圖形計(jì)算器上輸入乙酸鈉溶液的濃度，直至乙酸鈉溶液的濃度達(dá)到0.1mol/L。 8在“DATA COLLECT

7、ION”菜單中選擇“2：STOP”，即完成了數(shù)據(jù)的采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理： 1在“MAIN MENU”菜單中選擇“3：VIEW GRAPH”，所顯示的就是乙酸鈉溶液的pH值與濃度之間的關(guān)系。(例：見圖16) 圖16 2按ENTER，在“MAIN MENU”菜單中選擇“7：QUIT”。 3在主界面中輸入2nd+10x、 (-) 、14、 ) 、( 、2nd+10x、 (-) 、2nd+LIST、 2 、 ) 、 、2nd+LIST、 1 、 ) 、100、STO、2nd+LIST、 3 、ENTER。在L3數(shù)組中計(jì)算得到的就是各濃度乙酸鈉溶液的水解度。(計(jì)算公式： pH = -lgH+、OH-

8、 = 、h = 100%)(例：見圖17、18、19) 圖17 圖18 圖19NaAcpH水解度(%)0.018.0550.1140.028.2600.09100.038.4040.08450.048.5220.08320.058.6150.08240.068.6880.08130.078.7500.08030.088.8030.07940.098.8500.07870.108.8930.0782 5上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，鹽溶液水解的程度是微弱的，且隨著鹽溶液濃度的減小(稀釋過程)，水解度相應(yīng)地增大。也就是說，鹽溶液濃度越小，越有利于水解過程。實(shí)驗(yàn)說明： 1每次加入乙酸鈉晶體后，在測(cè)定pH值前必須

9、經(jīng)過充分溶解、攪拌，以促使乙酸鈉達(dá)到新的水解平衡。 2本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電離度與理論值可能會(huì)有差異，這是由于pH電極的系統(tǒng)誤差及測(cè)定環(huán)境的差異所造成的，但這并不影響水解度的變化趨勢(shì)。思考與拓展： 1實(shí)驗(yàn)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在加入乙酸鈉晶體過程中，始終認(rèn)為溶液總體積不變，這會(huì)不會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，為什么可以這樣估算？2仿照本實(shí)驗(yàn)方法或另設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)研究氯化銨溶液濃度對(duì)水解程度的影響，將數(shù)據(jù)記錄在下面表格內(nèi)，觀察變化趨勢(shì)與乙酸鈉溶液是否一樣，這說明什么？NH4Cl濃度pH水解度(%) 3本實(shí)驗(yàn)還有什么可以改進(jìn)的地方？上海市科技教育研究所、上海市徐匯區(qū)教育學(xué)院 嚴(yán)岷評(píng)：某些鹽溶液會(huì)發(fā)生水解，這是鹽的一個(gè)重要特征。對(duì)于鹽類水解，教學(xué)中講到水