實驗 醋酸解離度和解離常數(shù)的測定

1、實驗 醋酸解離度和解離常數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?、了解電導(dǎo)率法測定醋酸解離度和解離常數(shù)的原理和方法；2、加深對弱電解質(zhì)解離平衡的理解；3、學(xué)習(xí)電導(dǎo)率儀的使用方法，進(jìn)一步學(xué)習(xí)滴定管、移液管的基本操作。二、提 要醋酸CH3COOH即HAC，在水中是弱電解質(zhì)，存在著下列解離平衡： 或簡寫為 其解離常數(shù)為 (2.1)如果HAc的起始溶度為co，其解離度為，由于代入式（2.1）得： (2.2)某一弱電解質(zhì)的解離常數(shù)Ka僅與溫度有關(guān)，而與該弱電解質(zhì)溶液的濃度無關(guān)；其解離度則隨溶液濃度的降低而增大 ?？梢杂卸喾N方法用來測定弱電解質(zhì)的和Ka，本實驗采用的方法是用電導(dǎo)率測定HAc的和Ka。電解質(zhì)溶液是離子電導(dǎo)體，

2、在一定溫度時，電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）為 (2.3)式中，k為電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)），表示長度l為1m、截面積A為1m2導(dǎo)體的電導(dǎo)；單位為S·m-1。電導(dǎo)的單位為S西（門子）。在一定溫度下，電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與溶質(zhì)的性質(zhì)及其溶度c有關(guān)。為了便于比較不同溶質(zhì)的溶液的電導(dǎo)，常采用摩爾電導(dǎo)。它表示在相距1cm的兩平行電極間，放置含有1單位物質(zhì)的量電解質(zhì)的電導(dǎo)，其數(shù)值等于電導(dǎo)率k乘以此溶液的全部體積。若溶液的濃度為，于是溶液的摩爾電導(dǎo)為 (2.4)的單位為。根據(jù)式(2.2)，弱電解質(zhì)溶液的溶度c越小，弱電解質(zhì)的解離度越大，無限稀釋時弱電解質(zhì)也可看作是完全解離的，即此時的。從而可知，一定溫

3、度下，某濃度c的摩爾電導(dǎo)與無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)之比，即為該弱電解 質(zhì)的解離度： (2.5)不同溫度時，HAc的值中表 2.1所示。表2.1 不同溫度下HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)溫度T/K2732912983030.02450.03490.03910.0428藉電導(dǎo)率儀測定一系列已知起始濃度的HAc溶液的k值。根據(jù)式(2.4)及式(2.5)即可求得所對應(yīng)的解離度。若將式(2.5)代入式(2.2)，可得： (2.6)根據(jù)式(2.6)，可求得HAc的解離常數(shù)K。三、儀器和藥品1、儀器常用儀器：燒杯（100cm3,5只） 錐形瓶（250cm3,2只） 鐵架 移液管（25cm3,3支） 吸氣橡皮球 滴定

4、管（玻璃塞式；簡易式） 滴定管夾白瓷板 洗瓶 玻璃棒 濾紙片 溫度計（0100，公用）其它：pH計（附玻璃電極、甘汞電極） 電導(dǎo)率儀（附鉑黑電導(dǎo)電極）2、藥品醋酸標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉NaOH(0.1mol·dm-3,4位有效數(shù)字)鄰苯二甲酸氫鉀酚酞（1%） 四、儀器使用方法(見 精密儀器電導(dǎo)儀) 五、實驗內(nèi)容（一）醋酸溶液濃度的標(biāo)定用移液管（有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中的移液管的使用）量取2份25.00cm30.1mol·dm3HAc溶液，分別注入2只錐形瓶中，各加2滴酚酞溶液。分別用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定到溶液顯淺紅色，半分鐘內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)，計算滴定所用的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的

5、體積，從而求得HAc溶液的準(zhǔn)確濃度。重復(fù)上述實驗，求出兩次測定HAc溶液濃度的平均值。（二）系列醋酸溶液的電導(dǎo)率的測定用移液管（有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中的移液管的使用）量取25.00cm3已標(biāo)定的HAc溶液置于燒杯中，另用移液管量取25.00cm3去離子水與上述HAc溶液混合。用玻璃棒攪拌均勻。按電導(dǎo)率儀中的操作步驟，使用鉑黑電導(dǎo)電極，將高低周開關(guān)撥到“低周”，測定所配制的HAc溶液的電導(dǎo)率。隨后，用移液管從已測定過電導(dǎo)率的溶液中取出25.00cm3，并棄去；再用另一支移液管加入25.00cm3去離子水注1，攪拌均勻，測定此稀釋后HAc溶液的電導(dǎo)率。如此不斷稀釋，測定電導(dǎo)率共46次。

6、記錄實驗時室溫與不同起始濃度時的電導(dǎo)率k數(shù)據(jù)。根據(jù)表2.1的數(shù)值，得到實驗室溫下HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)注2。再按式(2.4)計算不同超始濃度時的摩爾電導(dǎo)。即可由式(2.5)求得各濃度時HAc的解離度。根據(jù)式(2.2)或式(2.6)的計算，取平均值，可得HAc的解離常數(shù)Ka。六、數(shù)據(jù)記錄和處理（1）醋酸溶液濃度的標(biāo)定 表一實 驗 編 號滴定后NaOH液面的位置滴定前NaOH液面的位置滴定中用去NaOH溶液的體積 兩次滴定用去NaOH體積的平均值 標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的濃度滴定中取用HAc溶液的體積HAc溶液的濃度 （2）醋酸溶液的電導(dǎo)率、醋酸的解離度和解離常數(shù)的測定 表二實驗編號HAc 溶液的起

7、始濃度電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)離解度或?qū)嶒灂r室溫T/K 無限稀釋時的摩爾電導(dǎo) K 七、預(yù)習(xí)要求1、預(yù)習(xí)要求（1）了解兩種不同方法測定HAc解離度和解離常數(shù)的原理。（2）預(yù)習(xí)實驗及計算中的有效數(shù)字。（3）預(yù)習(xí)基本操作五中的容量瓶、滴定管的使用以及精密儀器四（pH計）或精密儀器五（電導(dǎo)率儀）。 注1 為使實驗結(jié)果不產(chǎn)生較大的誤差，本實驗所用去離子水的電導(dǎo)率應(yīng)不大于1.2×10-3S·m-1。注2 若室溫不同于表2.1中所列溫度，可用內(nèi)插法近似求得所需的值。例如，室溫為295K時，HAc無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)為pH法測定HAc的和Ka在一定溫度下，用pH計（又稱為酸度計）測定一系列已知溶液的

8、HAc溶液的pH值，按pH=。根據(jù)，即可求得一系列對應(yīng)的HAc的解離度和值。這一系列值應(yīng)近似為一常數(shù)，取其平均值，即為該溫度時HAc的解離常數(shù)Ka。另一種測定Ka的簡單方法是根據(jù)緩沖溶液的計算公式 (1)若，則上式簡化為由于 (2)因而如果將HAc溶液分為體積相等的兩部分，其中一部分溶液用NaOH溶液滴定至終點(diǎn)（此時HAc即幾乎完全轉(zhuǎn)化為Ac），再與另一部分溶液混合，并測定該混合溶液（即緩沖溶液）的pH值，即可得到HAc的解離常數(shù)。測定時無需知道HAc和NaOH溶液的濃度。 方法一 1、醋酸溶液濃度的標(biāo)定（同電導(dǎo)率法的標(biāo)定）2、系列醋酸溶液的配制和pH值的測定將上述已標(biāo)定的HAc溶液裝盛到玻璃

9、塞式滴定管中（有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中的滴定管的使用），并從滴定管中分別放出48.00cm3、24.00cm3、12.00cm3、6.00cm3、3.00cm3該HAc溶液于5只干燥的燒杯（為什么需要干燥的？）中。注意：接近所要求的放出體積時，應(yīng)逐滴滴放，以確保準(zhǔn)確度和避免過量。藉另一支盛有去離子水的滴定管，往后面4只燒杯中分別加入24.00cm3、36.00cm3、42.00cm3、45.00cm3去離子水，使各燒杯中的溶液總體積均為48.00cm3，混合均勻。按上述所配制的系列醋酸溶液由稀到濃的順序，并按精密儀器四中的pH計中的操作步驟分別測定各HAc溶液的pH值。記錄實驗時的室

10、溫，算出不同起始濃度HAc溶液的值及值。取所得的平均值，即為HAc的解離常數(shù)Ka實驗值。3、數(shù)據(jù)記錄和處理（1）醋酸溶液濃度的標(biāo)定（同表一）（2）醋酸溶液的pH值、醋酸的解離度和解離常數(shù)的測定實驗編號不同濃度HAc溶液的配制HAc溶液起如濃度pHa48.000.0024.0024.0012.0036.006.0042.003.0045.00實驗室溫T/K= 醋酸的解離常數(shù)Ka=方法二1、等濃度的醋酸和醋酸鈉緩沖溶液的配制用稱液管（有哪些應(yīng)注意之處？參見基本操作五中移液管的使用）量取25.00cm3 0.1mol·dm-3HAc溶液置于錐形瓶中，加入2滴酚酞溶液，用0.1mol·dm-3NaOH溶液（可以用非標(biāo)準(zhǔn)溶液，為什么？）滴定至終點(diǎn)。另用移液管量取25,00cm30.1mol·dm-3HAc溶液與上述滴定后的溶液混合，搖蕩錐形瓶，使之混合均勻注1。2、醋酸和