实验四 醋酸解离常数的测定

实验四醋酸解离常数的测定

(一) pH法

一. 实验目的

1.学习溶液的配制方法及有关仪器的使用

2.学习醋酸解离常数的测定方法

3.学习酸度计的使用方法

二. 实验原理

醋酸(CH3COOH,简写为HAc)是一元弱酸,在水溶液中存在如下解离平衡: HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac- (aq)

其解离常数的表达式为

[c (H3O+)/cθ][c(Ac-)/ cθ]

Kθa HAc(aq) = —————————————

c(HAc)/ cθ

若弱酸HAc的初始浓度为C0 mol•L-1,并且忽略水的解离,则平衡时:

c(HAc) = （C0– x）mol•L-1

c (H3O+) = c(Ac-)= x mol•L-1

x

Kθa HAc = ————

C0– x

在一定温度下，用pH计测定一系列已知浓度的弱酸溶液的pH。

根据PH = -㏒[c(H

3O+)/cθ]，求出c(H

3

O+)，即x，代入上式，可求出一系列的Kθ

a

HAc，

取其平均值，即为该温度下醋酸的解离常数。

实验所测的4个p Kθ

a

(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，

求p Kθ

a (HAc)

平均

和标准偏差s：

n

∑Kθai HAc

i=1

Kθa HAc = ————————

n

S =

三．实验内溶（步骤）

1．不同浓度醋酸溶液的配制

2.不同浓度醋酸溶液pH 的测定 四．数据记录与处理

温度＿18＿℃ pH 计编号＿＿＿＿ 标准醋酸溶液浓度＿0.1005＿mol •L -1

实验所测的4个p K θa (HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求p K θa (HAc)平均和标准偏差s ：

n

∑ K θai HAc i=1

K θa HAc = ————————

n

S =

K θai (HAc) = 2.925×10-5 S = 0.81×10-5

五．思考题;

1.实验所用烧杯、移液管(或吸量管)各用哪种HAc溶液润冲?容量瓶是否要用HAc溶液润冲?为什么?

答：实验所用移液管(或吸量管)用标准醋酸溶液润洗；所用烧杯用不同浓度醋酸溶液润洗；容量瓶用蒸馏水润洗。

2.用pH计测量溶液的pH时,各用什么标准溶液定位?

答：用与待测液pH值接近的标准溶液定位

3.测定HAc溶液的pH时,为什么要按HAc浓度由小到大的顺序测定?

答：以减小测量误差。

4.实验所测的4种醋酸溶液的解离度各为多少?由此可得出什么结论?

解离部分电解质浓度

答：醋酸解离度a = ————————————×100% ；由此可得出醋酸中，醋

末解离前部分电解质浓度

酸解离度随HAc浓度增大而减小。

（二）缓冲溶液法测定

一．实验目的

1．利用测缓冲溶液pH的方法测定弱酸的pK a。

2．学习移液管、容量瓶的使用方法，并练习配制溶液

二．实验原理

在HAc和NaAc组成的缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时，

c(HAc)≈c0(HAc) ；c(Ac-)≈c0（NaAc）。酸性缓冲溶液pH的计算公式为

c(HAc)

pH = p Kθa HAc –㏒————

c(Ac-)

c

(HAc)

= p Kθ

a

HAc –㏒--------------

c

（NaAc）

对于由相同浓度HAc和NaAc给成的缓冲溶液，则有

pH = p Kθa（HAc）

本实验中，量取两份相同体积、相同浓度的HAc溶液，在其中一份中滴加NaOH 溶液至恰好中和（以酚酞为指示剂），然后加入另一份HAc溶液，即得到等浓度的HAc- NaAc缓冲溶液，测其pH即可得到p Kθa HAc及Kθa HAc 。

实验所测的4个p Kθ

a

(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，

求p Kθ

a (HAc)

平均

和标准偏差s：

n

∑ p Kθa（HAc）实验

i=1

pKθa（HAc ）平均= ———————————

n

误差△I = p Kθa（HAc）实验- pKθa（HAc ）平均标准偏差s；

S =

三．数据记录与处理

温度＿18＿℃ 标准醋酸溶液浓度＿0.1＿mol •L -1

误差△I = p K θa （HAc ）实验 - pK θa （ HAc ）平均

4.2+4.3+4.75+4.55

pK θa （ HAc ）平均 = ---------------------------=4.45 4

标准偏差s ；

S =

△i=1=0.25 △i=2=0.15 △i=3=-0.3 △i=4=-0.1

S = 0.25

四．思考题

1. 更换被测溶液或洗涤电极时，25型酸度计的读数开关应处于放开还是按下状态？ 答：放开。

2．由测定等浓度的HAc 和NaAc 缓冲溶液混合溶液的pH ，来确定HAc 的pK θ

a 的基本原理是什么？ 答：实际上酸度计所测得的HAc-NaAc 缓冲溶液混合溶液的pH ，反映了混合溶液中