實(shí)驗(yàn)用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)

用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆找环N測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)的方法。掌握分光光度法測(cè)定甲基紅電離常數(shù)的基本原理。掌握分光光度計(jì)及pH計(jì)的原理和使用。二、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)朗伯-比耳（Lanbert-Bear）定律，溶液對(duì)單色光的吸收，遵守下列關(guān)系式:式中，A為吸光度；I/I0為透光率T；k為摩爾吸光系數(shù)它是溶液的特性常數(shù)；C為溶液濃度；l為溶液的厚度。在分光光度分析中，將每一種單色光，分別依次地通過某一溶液，測(cè)定溶液對(duì)每一種光波的吸光度，以吸光度A對(duì)波長(zhǎng)X作圖，由圖可以看出，對(duì)應(yīng)于某一波長(zhǎng)有一個(gè)最大的吸收峰用這一波長(zhǎng)的入射光通過該溶液就有最佳的靈敏度。從1式可以看出，對(duì)于固定長(zhǎng)度吸收槽，在對(duì)應(yīng)的最大吸收峰的波長(zhǎng)X）下測(cè)定不同濃度c的吸光度，就可以做出線性的A?C，就是光度法的定量分析的基礎(chǔ)。以上討論是對(duì)于單組份溶液的情況，對(duì)于含有兩種以上組分的溶液，情況就要復(fù)雜一些。若兩種被測(cè)定組分的吸收曲線彼此不相重合，這種情況就很簡(jiǎn)單，就等于分別測(cè)定兩種單組分溶液。若兩種被測(cè)定組分的吸收曲線相重合，且遵守貝爾-郎比定律，則可在兩波長(zhǎng)Xi及X2時(shí)（Xi、X2是兩種組分單獨(dú)存在時(shí)吸收曲線最大吸收峰波長(zhǎng)）測(cè)定其總吸光度，然后換算成被測(cè)定物質(zhì)的濃度。根據(jù)貝爾-郎比定律，假定吸收槽長(zhǎng)度一定時(shí)，則對(duì)于單組份A：Aa=K?CaI2對(duì)于單組份B：Ab=KbCbIX1X2設(shè)Aa+B，Aa+B分別代表時(shí)及人時(shí)混合溶液的總吸光度，則12Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX1X2X1XX11X1X1Aa+b二二Aa+Ab二二KaCa+KbCbX2X2X2X2X2此處A?、Ab、Aa、Ab分別代表七及X2時(shí)組分A和B的吸光度。由3式可得:CbAa+b—KaCCb'Kb'X1將5式代入4式:

CaKbAa+b-KbAa+b

氣人人CaKaKb—Kb2kA人2人]人2，1這些不同的K值均可由純物質(zhì)求得，也就是說，在純物質(zhì)的最大吸收峰人時(shí)，測(cè)定吸光度A和濃度C的關(guān)系。如果在該波長(zhǎng)處符合貝爾-郎比定律，那么a~c為直線，直線的斜率為k值，aa+b、aa；b是混合溶液在%，氣十二冊(cè)的總吸光度，因此根據(jù)5、6式即可計(jì)算混合溶液中組分A和組分B的濃度。本實(shí)驗(yàn)是用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)(甲基紅)的電離常數(shù)，猶豫甲基紅本身帶有顏色，而且在有機(jī)溶劑中電離度很小，所以用一般的化學(xué)分析法或者其它物理方法進(jìn)行測(cè)定都有困難，但用分光光度法可不必將其分離，且同時(shí)能測(cè)定兩組分的濃度。甲基紅在有機(jī)溶劑中形成下列平衡：堿式(MR)黃色堿式(MR)黃色Cb或pK=pH-1g一4Ca由7式知，只要測(cè)定溶液中［B］與［A］的濃度及溶液的pH值，即可求得甲基紅的電離常數(shù)。三、儀器試劑儀器：722型分光光度計(jì)1臺(tái)；pHs-3D型酸度計(jì)1臺(tái)；容量瓶(100mL)7只；量筒(100mL)1只；燒杯100mL，4只)；移液管(10mL，刻度)2支；洗耳球1只試劑：酒精(95%，化學(xué)純)；HCl(0.1mol/L)；HCl(0.01mol/L)；醋酸鈉(0.04mol/L)；甲基紅溶液四、實(shí)驗(yàn)步驟制備溶液甲基紅溶液將1g甲基紅加300mL95%的乙醇，用蒸餾水稀釋至500mL容量瓶中。甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液取10mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A取10.00mL甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入0.1mol/L鹽酸10mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液B取10mL甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入0.04mol/L醋酸鈉25mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A的pH約為2，甲基紅以酸式存在。溶液B的pH約為8，甲基紅以堿式存在。將溶液A、B和空白液(蒸餾水)分別放入三個(gè)潔凈的比色皿內(nèi)，測(cè)定吸收光譜曲線。吸收光譜曲線的測(cè)定(1)用752分光光度計(jì)測(cè)定溶液A和溶液B的吸收光譜曲線并求出最大吸收峰的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)從360n