分光光度計實驗報告

1、實驗六 分光光度法測溴酚藍的電離平衡常數(shù)王思雨 PB12207007中國科學技術大學生命科學院摘要 本實驗中我們通過使用722型分光光度計測量出了溴酚藍(Bromphenalblue)的最大吸收波長，并了解了溶液濃度對lmax的影響以及酸度對B.P.B的影響和用緩沖溶液調節(jié)溶液酸度的方法。關鍵詞 分光光度計 溴酚藍 電離平衡常數(shù) 1前言 本實驗用分光光度法測定弱電解質溴酚藍的電離平衡常數(shù)。溴酚藍是一種酸堿指示劑，本身帶有顏色且在有機溶劑中電離度很小，所以用一般的化學分析法或其他物理化學方法很難測定其電離平衡常數(shù)。而分光光度法可以利用不同波長對其組分的不同吸收來確定體系中組分的含量，從而求算溴酚

2、藍的電離平衡常數(shù)。 溴酚藍在有機溶劑中存在著以下的電離平衡： HA H+A其平衡常數(shù)為： (62) 溶液的顏色是由顯色物質HA與A引起的，其變色范圍PH在3.14.6之間，當PH3.1時，溶液的顏色主要由HA引起的，呈黃色；在PH4.6時，溶液的顏色主要由A引起，呈藍色。實驗證明，對藍色產生最大吸收的單色光的波長對黃色不產生吸收，在其最大吸收波長時黃色消光為0或很小。用對A產生最大吸收波長的單色光測定電離后的混合溶液的消光，可求出A的濃度。令A在顯色物質中所占的分數(shù)為X，則HA所占的摩爾分數(shù)為1X，所以 (63) 或者寫成： (64) 根據(jù)上式可知，只要測定溶液的PH值及溶液中的HA和A，就可

3、以計算出電離平衡常數(shù)Ka。 在極酸條件下，HA未電離，此時體系的顏色完全由HA引起，溶液呈黃色。設此時體系的消光度為D1；在極堿條件下，HA完全電離，此時體系的顏色完全由A引起，此時的消光度為D2，D為兩種極端條件之間的諸溶液的消光度，它隨著溶液的PH而變化，則有：D=(1X)D1+XD2推出： 代入（4）式中得： (65) 在測定D1、D2后，再測一系列PH下的溶液的光密度，以對PH作圖應為一直線，由其在橫軸上的截距可求出PKa，從而可得該物質的電離平衡常數(shù)。2.實驗部分(一) 儀器與試劑 藥品： 510-5moldm-3的溴酚藍溶液 0.1483moldm-3的HCl溶液 1 moldm-

4、3的HCl溶液 0.1 moldm-3NaOH溶液 0.2 moldm-3NaOH溶液 0.1 moldm-3鄰苯二甲酸氫鉀溶液 儀器： 722型分光光度計(上海第三分析儀器廠) 1臺 銀河CS501恒溫槽（中國重慶銀河試驗儀器有限公司） 1臺 inoLab 740 PH計（WTW） 1臺 10mL移液管 3支 25移液管 1支 50mL移液管 1支 100mL容量瓶 7個(二) 實驗過程 1、打開超級恒溫水浴使之恒溫在25，打開分光光度計，預熱儀器，同時掀開樣品室蓋。 2、確定溶液的最大吸收波長。 （1）用10mL移液管準確移取510-5 moldm-3的溶液20mL，置于一個洗干凈的100

5、mL的容量瓶中，并用50ml的移液管準確加入50mL0.1 moldm-3的鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液，加H2O稀釋到刻度，得1.010-5 moldm-3的溶液。 （2）取cm厚度的比色皿兩只，分別用H2O，1.010-5 moldm-3的溶液洗凈，再分別裝入2/3體積的H2O，1.010-5 moldm-3的溶液，把比色皿兩光面擦干，正確插入光度計恒溫比色槽中，用蒸餾水作空白溶液，用以校正儀器。放在靠內的一個槽內便于測量。 （3）開啟儀器，測出最大的吸收光波長。3、各個不同酸度的溴酚藍溶液配置。取7只100mL的干凈容量瓶，分別加入20mL 510-5 moldm-3的溶液，再分別加入50ml

6、L0.1 moldm-3鄰苯二甲酸氫鉀溶液。加入的HCl和NaOH的量以書中表為準（注意在不同濃度下對酸堿體積的轉換），再加稀釋至刻度。可分別得到不同PH值下的溶液。4、將上述七種不同酸度的溴酚藍溶液用酸度計測量相應的pH值。5、不同酸度下，溴酚藍溶液吸光度D的測定。（1）將波長固定在lmax處，把已經恒溫的溶液逐一以蒸餾水作參比，測量其吸光度，可得一系列的D值。（2）取兩只100mL容量瓶，分別加入20mL510-5 moldm-3的溶液。在另一支容量瓶中加入50mL0.2 moldm-3的NaOH溶液稀釋到刻度，得的極堿溶液，在另一支容量瓶中加入1 moldm-3的HCl溶液10mL，稀釋

7、至刻度，得的極酸溶液。（3）在分光光度計上迅速測量極酸溶液、極堿溶液的吸光度D1和D2。3結果與討論實驗結果：PKa =4.055，Ka =8.82 ,相對誤差為1.10%實驗是應從濃度低的開始測量，我在測量中先測了4號，然后依次為3,2,1號。之后是5號，然后依次6,7號。結果分析：本次實驗的誤差較大，這是實驗的嚴密性以及儀器的精密性所決定的，誤差有如下主要來源：1、在測量溶液吸光度時，讀數(shù)會有較小的波動（一般不大于0.001），這是儀器的精確度所限制的，因為儀器所發(fā)出的單色光會隨電源電流的波動而有微小變化。PH計使用時并不在恒溫槽內，與分光儀的溫度有一定差別，但是因為當天的氣溫較高，使得恒

8、溫槽內溫度與室溫相同，故造成的誤差應當比較小。2、人為誤差主要體現(xiàn)在移取溶液，清洗潤洗各種儀器上，這些可以通過熟能生巧和認真對待實驗操作等方法減小誤差。3、因為pH計的測定時間較長，使得藥劑不能做到現(xiàn)配現(xiàn)用，造成一定誤差，不過對實驗的影響應該不大。4、pH計校準時精度不夠，也會帶來一定（較大）的誤差。5、在使用PH計時發(fā)現(xiàn)PH計上讀數(shù)是不斷變化的，我認為這是由于PH計極其靈敏（PH值后精確到第三位），而測量的體系并不是密閉的，因此由于酸的揮發(fā)以及堿與空氣中二氧化碳相互作用引起PH的持續(xù)變化。而且書中在極酸極堿的PH值測定時也強調指出應迅速測量，也可證明這個觀點。所以測量時應該在PH計讀數(shù)剛開始

9、發(fā)生反復時進行。參考文獻1 崔獻英 柯燕雄 單紹純 物理化學實驗 中國科學技術大學出版社 20002 武漢大學編 分析化學（第五版） 高等教育出版社Spectrophotometric Determination of BPB ionization equilibrium constantsWang Siyu PB12207007Department of life science, University of Science & Technology of ChinaAbstract In this experiment we measured the maximum absorption

10、wavelength of BPB (Bromphenalblue) by the use of 722-spectrophotometer We studied the effect on the maximum absorption wavelength made by the solution concentration and the impact on the B.P.B by the acidity and also get the knowledge of the way to use buffer solution to regulate the acid.Key words

11、Spectrophotometer Bromphenalblue Ionization equilibrium constants 實驗處理附件（一）數(shù)據(jù)記錄恒溫槽溫度 初溫：27.41； 末溫：27.39；極酸和極堿情況下溶液的吸光度 D1：-0.0185； D2：0.685；最大吸收波長lmax：592.10nm； 不同PH值時溶液的吸光度：溶液PH：2.9743.2603.5383.7554.1734.4204.614吸光度D0.0420.0830.1330.1940.3470.4210.473吸光度D：0.0420.0870.1340.1950.3480.4230.471平均值0.0420.0850.13350.1945034750.4220.472（二）數(shù)據(jù)處理溶液PH：2.9743.2603.5383.7554.1734.4204.614吸光度D：0.0420.0850.13350.1945034750.4220.472lg(D-D1)/(D2-D)-1.38213-0.8961-0.616-0.37150.