甲基紅的酸離解平衡常數(shù)的測(cè)定

甲基紅的酸離解平衡常數(shù)的測(cè)定第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一二、基本原理

甲基紅（對(duì)-二甲氨基-鄰-羧基偶氮苯）的分子式為：是一種弱酸型的染料指示劑。具有酸（HMR）和堿（MR-）兩種形式，它在溶液中部分電離，在堿性溶液中呈黃色，酸性溶液中呈紅色。在酸性溶液中它以兩種離子形式存在：第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一二、基本原理第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一二、基本原理簡單地寫成：其離解平衡常數(shù)：第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一二、基本原理

由于HMR和MR-兩者在可見光譜范圍內(nèi)具有強(qiáng)的吸收峰，溶液離子強(qiáng)度的變化對(duì)它的酸離解平衡常數(shù)沒有顯著的影響，而且在簡單

緩沖體系中就很容易使顏色在pH=46范圍內(nèi)改變，

因此比值[MR-]/[HMR]可用分光光度法測(cè)定而求得。

對(duì)一化學(xué)反應(yīng)平衡體系，分光光度計(jì)測(cè)得的光密度包括各物質(zhì)的貢獻(xiàn)。根據(jù)朗伯-比爾定律，當(dāng)c單位為，的單位為cm時(shí)，a為摩爾吸光系數(shù)。由此可推知甲基紅溶液總的光密度為：

第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一二、基本原理

分別為在HMR和MR-的最大吸收波長處所測(cè)得的總的光密度。和分別為在波長和下的摩爾吸光系數(shù)。各物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)值可由作圖法求得。例如，首先配制pH2的具有各種濃度的甲基紅酸性溶液，將在波長分別測(cè)定各溶液的光密度對(duì)濃度作圖，得到一條直線，由直線斜率可求得值，其余摩爾吸光系數(shù)求法類同，從而求出[MR-]與[HMR]的相對(duì)量，再測(cè)得溶液pH值最后按（2）式求出pK值。第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一三、儀器和試劑TU-1810DASPC分光光度計(jì)一臺(tái)（北京普析通用儀器責(zé)任有限公司）；PB-10pH計(jì)一臺(tái)（德國Sartorius）；100ml容量瓶7個(gè)；移液管；燒杯；量筒。0~100C溫度計(jì)一支。1、甲基紅貯備液0.5g晶體甲基紅溶于450ml95%的乙醇中,用蒸餾水稀釋至500ml。2、標(biāo)準(zhǔn)甲基紅溶液

取4ml貯備液加25ml95%的乙醇稀釋至100ml。3、pH為4.003和6.864的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一三、儀器和試劑4、第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一四、實(shí)驗(yàn)步驟1、TU-1810DASPC分光光度計(jì)使用前應(yīng)熟悉有關(guān)部分的操作。2、選擇比色皿。3、測(cè)定甲基紅酸式（HMR）和堿式（MR-）的最大吸收波長。

第一份溶液（A）：取10.00ml標(biāo)準(zhǔn)甲基紅溶液，加10ml0.1HCl，在容量瓶中用蒸餾水稀釋至100ml。此時(shí)溶液的pH值大約為2，把甲基紅看成完全以HMR式存在。

第二份溶液（B）：取10.00ml標(biāo)準(zhǔn)甲基紅溶液和25ml0.04

溶液稀釋至100ml,此溶液的pH值大約為8,把甲基紅看成完全以MR-式存在，取部分A液和B液分別放在第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一四、實(shí)驗(yàn)步驟

2個(gè)1cm比色槽內(nèi)，在350-600nm之間掃描它們相對(duì)于

水的光密度，找出最大吸收波長和。4、檢驗(yàn)HMR和MR-是否符合比耳定律并測(cè)定它們?cè)诤?/p>

下的摩爾吸光系數(shù)（注意選擇比色皿厚度）。

取部分A液和B液，分別各用0.01HCl和0.01

的稀釋至它們?cè)瓉淼?.25，0.50，0.75

倍及原溶液，制成一系列待測(cè)液(若待測(cè)液的體積均為30ml，應(yīng)先計(jì)算各試劑的用量）。在波長和下測(cè)定

第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一四、實(shí)驗(yàn)步驟

這些溶液相對(duì)于水的光密度。由光密度對(duì)濃度作圖

并計(jì)算在下甲基紅酸式（HMR）和堿式（MR-）

的及在下的。5、求不同pH值下HMR和MR-的相對(duì)量

在四個(gè)100ml的容量瓶中分別加入10.00ml標(biāo)準(zhǔn)

甲基紅溶液和25ml0.04溶液，并分

別加入50ml，25ml，10ml，5ml之0.02的

然后用蒸餾水稀釋至刻度制成一系列待測(cè)

液,測(cè)定在和下各溶液的光密度。用pH

計(jì)測(cè)得各溶液的pH值（詳見儀器說明書）。

第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一四、實(shí)驗(yàn)步驟

由于在和下所測(cè)得的光密度是HMR和MR-光密度的總和，所以溶液中HMR和MR-的相對(duì)量可由（3）

和（4）方程組求得。將此公式代入（2）式，即可計(jì)算得出甲基紅的酸離解平衡常數(shù)。第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一五、數(shù)據(jù)記錄和處理實(shí)驗(yàn)溫度：酸式最大吸收波長：堿式最大吸收波長：采用的酸式吸收波長：采用的堿式吸收波長：第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一五、數(shù)據(jù)記錄和處理

表1、不同濃度甲基紅溶液的光密度

第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一五、數(shù)據(jù)記錄和處理

表2、待測(cè)液光密度及pH數(shù)據(jù)第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一五、數(shù)據(jù)記錄和處理

表3、數(shù)據(jù)處理結(jié)果

計(jì)算公式：第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期一六、思考討論題1、在本實(shí)驗(yàn)中，溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果有何影響？采取哪些措施可以減少由此引起的實(shí)驗(yàn)誤差？

2、甲基紅酸式吸收曲線和堿式吸收曲線的交點(diǎn)稱之為“等色點(diǎn)”，討論在等色點(diǎn)處光密度和甲基紅濃度的關(guān)系。3、為什么要用相對(duì)濃度？為什么可以用相對(duì)濃度？4、在光密度測(cè)定中，應(yīng)該怎樣選用比色皿