采用分光光度法测定弱电解质的电离常数实验报告
物理化学实验报告No6 BPB
分光光度法测BPB的电离平衡常数马瑞摘要：紫外-可见（UV）分光光度法提供了一种测量弱电解质电离平衡常数的简便方法——通过测量不同pH条件下溶液的吸光度A，得到A ~ pH的关系曲线，然后可以间接的计算出该电解质的电离平衡常数。
本实验测定溴酚蓝（BPB）溶液的吸光度，并籍此计算其K a。
关键词：紫外-可见分光光度法溴酚蓝（BPB）电离平衡The Determination of the Ionization EquilibriumConstant of BPB by UV-SpectrophotometryMa Rui (Marine.Marion)( NCL USTC Hefei Anhui P.R.China，230026 )Email：marion@Abstract ：Using UV-Spectrophotometer provides a simple method for measure the ionization equilibrium constant of the weak electrolytes. By measuring theabsorbency of the electrolytic solutions with different pH, we could get anabsorbency~pH curve and than determine the ionization equilibrium constantof this electrolyte indirectly. In this experiment, we take bromphenalblue (BPB)for example to get its K a.Key words ：UV-Spectrophotometry Bromphenalblue (BPB)Ionization equilibrium序言：弱酸、弱碱的电离平衡常数有着重要的应用意义：一定pH值的缓冲溶液的选择，酸碱指示剂的选择等等都需用到弱酸、弱碱的电离平衡常数。
实验2 分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数
分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数摘要：溴酚蓝（BPB）是一种酸碱指示剂，本身带有颜色且在有机溶剂里电离度很小，所以一般的化学分析法或其他物理化学方法很难测定其电离平衡常数。
然而用分光光度法可以在蒸馏水的参照下测出BPB的最大吸收波长，继而测出在最大吸收波长下对不同浓度的BPB 溶液的吸收，从而求算出溴酚蓝的电离平衡常数。
关键词：溴酚蓝；电离平衡常数；分光光度计Measurement of the Ionization Equilibrium Constant ofBromophenol Blue by Spectrophotometric Method Abstract:BPB can indicate whether a material is an acid or alkali. Since it has a bright coloritself and a low ionization inorganic solvent, general chemical analysis, as well as some other physical methods come across a lot of difficulties in the determination of the ionization constant. However, with a spectrophotometer and an ionic analyzer, we can determinate the furthest absorbing wavelength of BPB with the help of blank corrective liquor of distilled water. Then a series of different copies of liquor of BPB with different acidity should be prepared and their absorbency should be measured by the spectrophotometer. At last, we can compute the ionization constant of BPB through those data.Keywords:Bromphenelblue; ionization equilibrium constant; spectrophotometer1.前言具有极性共价键的弱电解质溶于水时，其分子可以微弱电离出离子；同时，溶液中的相应离子也可以结合成分子，当两者的反应速率相等时，溶液便达到了电离平衡。
弱电解质电离平衡常数的测定实验报告
弱电解质电离平衡常数的测定实验报告实验目的：测定弱电解质电离平衡常数实验原理：弱电解质的电离平衡可以用离子平衡法求解。
在该法中，电解质溶液中的每个电离平衡都可以表示为以下反应：HA ⇌ H+ + A-其中，HA表示弱电解质分子，H+表示氢离子，A-表示相应的阴离子。
在电解质的溶液中，HA的浓度通常很大，而H+和A-的浓度就相对较小。
电离常数（Ka）表示为：Ka = [H+][A-]/[HA]其中，Ka表示弱电解质的离解常数，[H+]表示氢离子的浓度，[A-]表示相应的阴离子的浓度，[HA]表示弱电解质分子的浓度。
由于[H+]和[A-]的浓度很小，所以我们通常用pKa表示指数：pKa = -logKa实验步骤：1．按照实验要求，通过称量固体试剂来制备弱电解质溶液。
2．使用pH计测量弱电解质溶液的pH值，记录下数据。
3．将氧化还原电极放入溶液中，测量电势值。
4．利用计算机或手动计算法，计算出弱电解质的电离常数和pKa值。
实验数据记录：试验物质 | 原始质量（g） | 成功制备量（g） | 浓度（mol/L） | pH值 | 电势值（mV）甲酸 | 5.0g | 4.8g | 0.2mol/L | 3.64 | 195.2计算结果：由于pH计测量时存在一定误差，我们使用电极法来计算电离平衡常数。
对于甲酸，Ka = 1.77 × 10^-4，pKa = 3.75。
结论：通过实验，我们成功地测定了甲酸这一弱电解质的电离平衡常数。
这项实验不仅让我们更好地理解了离子平衡法，还让我们掌握了一种可以用于测定化学平衡的实验方法。
弱电解质电离常数的测定实验报告
弱电解质电离常数的测定实验报告实验报告：弱电解质电离常数的测定摘要：本实验采用了电导法和pH法，测定了弱电解质乙酸的电离常数。
实验结果表明，在本实验条件下，乙酸的电离常数（K）为1.42×10^-5。
引言：弱电解质的电离常数是描述其电离程度的重要参数。
而弱电解质的电离程度又对其化学性质和物理性质的表现产生重要影响。
因此，测定弱电解质的电离常数是化学实验中非常重要的一项内容。
本实验采用了两种方法测定弱电解质电离常数：电导法和pH 法。
电导法是通过测量溶液电导率的方式，求出电离度，再根据电离度求出电离常数。
而pH法则是引入指示剂，通过观察溶液酸碱指示剂的颜色变化，来测定溶液的pH值，再根据酸碱平衡理论求出电离常数。
两种方法各具特点，都有其适应性较广的实验条件。
实验方法：1. 电导法：实验准备：分别将乙酸（CH3COOH）和氯化钠（NaCl）粉末称取适量加入两个干燥的量筒中。
在称量过程中，要求精确且取样量应相同。
将两个量筒分别加入水后摇匀，使其完全溶解，制成1 mol/L的标准溶液。
实验过程：（1）实验前，使用电导仪对电极进行标定，并检查仪器应用状态是否正常。
（2）将不同体积的乙酸溶液加入电导池中，测定每个体积下的电导率，记录数据。
（3）将不同体积的氯化钠溶液加入电导池中，测定每个体积下的电导率，记录数据。
实验准备：分别将pH值各不相同的缓冲溶液制备好，乙酸和氯化钠的标准溶液也需要提前制备好。
实验过程：（1）将乙酸标准溶液倒入盛有相同体积缓冲溶液的比色皿中，然后将一定体积的NaOH溶液导入其中，观察pH值变化，并记录所导入NaOH溶液的体积。
这样做是为了制备满足pH值要求的乙酸缓冲溶液。
（2）当制作好乙酸缓冲溶液后，将其与NaCl混合制成一定浓度的混合溶液，并在其中加入酸碱指示剂，以观察其pH值的变化，并记录所导入NaOH溶液的体积。
（3）根据获得的数据，计算出乙酸的电离度和电离常数。
实验结果：1. 电导法：可计算出不同体积下的溶液电导率，进而计算出溶液的电离度。
分光光度计实验报告
分光光度计实验报告实验六 分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数王思雨 PB12207007中国科学技术大学生命科学院摘要 本实验中我们通过使用722型分光光度计测量出了溴酚蓝(Bromphenalblue)的最大吸收波长，并了解了溶液浓度对λmax关键词 分光光度计 溴酚蓝 电离平衡常数1．前言本实验用分光光度法测定弱电解质溴酚蓝的电离平衡常数。
溴酚蓝是一种酸碱指示剂，本身带有颜色且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析法或其他物理化学方法很难测定其电离平衡常数。
而分光光度法可以利用不同波长对其组分的不同吸收来确定体系中组分的含量，从而求算溴酚蓝的电离平衡常数。
溴酚蓝在有机溶剂中存在着以下的电离平衡：HA H ++A －其平衡常数为： K a =+-[H A HA ][][](6－2) 溶液的颜色是由显色物质HA 与A －引起的，其变色范围PH 在3.1～4.6之间，当PH ≤3.1时，溶液的颜色主要由HA 引起的，呈黄色；在PH ≥4.6时，溶液的颜色主要由A －引起，呈蓝色。
实验证明，对蓝色产生最大吸收的单色光的波长对黄色不产生吸收，在其最大吸收波长时黄色消光为0或很小。
用对A －产生最大吸收波长的单色光测定电离后的混合溶液的消光，可求出A －的浓度。
令A －在显色物质中所占的分数为X ，则HA 所占的摩尔分数为1－X ，所以K X X a =--1[]A (6－3) 或者写成： lg PH lg 1a X K X=+- (6－4) 根据上式可知，只要测定溶液的PH 值及溶液中的[HA]和[A －]，就可以计算出电离平衡常数Ka 。
在极酸条件下，HA 未电离，此时体系的颜色完全由HA 引起，溶液呈黄色。
设此时体系的消光度为D 1；在极碱条件下，HA 完全电离，此时体系的颜色完全由A －引起，此时的消光度为D 2，D 为两种极端条件之间的诸溶液的消光度，它随着溶液的PH 而变化，则有：D=(1－X)D 1+XD 2推出： 12D D X D D-=- 代入（4）式中得：lgD D D D PK a --=-12PH (6－5)在测定D 1、D 2后，再测一系列PH 下的溶液的光密度，以lg D D D D --12对PH 作图应为一直线，由其在横轴上的截距可求出PKa ，从而可得该物质的电离平衡常数。
物理化学实验报告-分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数
实验六分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数摘要：本实验以利用分光光度法通过测量不同pH条件下溶液的吸光度，从而得到吸光度和pH的关系曲线，然后通过线性拟合间接的计算出溴酚蓝（BPB）溶液的电离平衡常数。
关键词：分光光度法溴酚蓝（BPB）电离平衡常数贝尔-朗比定律The Determination of balance constant of ionization of Bromphenalblue(BPB) by SpectrophotometerAbstract：In this experiment, we used Spectrophotometer to measure the absorbency of the B.P.B with different pH, according to the relationship of absorbency and pH,we determine the ionization equilibrium constant of B.P.B indirectly.Key words ：Spectrophotometry Bromphenalblue (BPB) equilibrium constant of Ionization Lambert-Beer’s Law1. 序言弱酸、弱碱的电离平衡常数是重要的物化参数，一定pH值的缓冲溶液的选择、酸碱指示剂的选择等都需用到弱酸、弱碱的电离平衡常数。
溴酚蓝是一种酸碱指示剂，本身带有颜色且在有机溶剂中电离度很小，用一般的化学分析法或其他物理化学方法很难测定其电离平衡常数。
而分光光度法可以利用不同波长对其组分的不同吸收来确定体系中组分的含量，从而求算溴酚蓝的电离平衡常数。
BPB溶液在pH≤3.1时，溶液呈黄色，主要由HA产生；在pH≥4.6时，溶液呈蓝色，是由A—产生的。
实验证明，被A—最大吸收的蓝色单色光不被黄色的HA吸收，即消光为0或很小，据此我们可以在A—的最大吸收波长下通过测量不同pH值下溶液的吸光度，确定溶液中A—组分的浓度，进而得到BPB的电离平衡常数。
分光光度法测定弱电解质电离常数
分光光度法测定弱电解质电离常数分光光度法是化学分析中一种重要的分析方法，广泛应用于化学、环境科学、医学等领域。
其中，测定弱电解质电离常数是分光光度法的一项重要应用。
本文将介绍分光光度法测定弱电解质电离常数的原理、实验步骤以及数据处理方法。
一、原理1.弱电解质的电离反应弱电解质在水溶液中的电离反应可以用下式表示：HA → H+ + A-其中，HA代表弱酸，H+是溶液中的氢离子，A-是弱酸的共轭碱。
A-可以与水分子反应得到HA和OH-离子：这个反应与弱酸的电离反应同时进行，使得溶液中的氢离子浓度增加，而OH-离子浓度减小。
由于弱酸的电离常数较小，因此HA分子中只有很少的部分离解成H+和A-离子，溶液中的H+浓度比起总浓度来实际上很小。
2.分光光度法分光光度法是通过测量溶液中吸收光线的强度来确定溶液中物质的浓度。
当光线穿过溶液中的物质时，物质会吸收一部分光线，其他光线则从溶液中穿过并被接收器测量。
通过比较吸收光强与未受干扰的光线的光强，可以确定溶液中物质的浓度。
二、实验步骤1.制备弱酸溶液选择具有一定弱酸性质的物质，如苯甲酸或醋酸等，称取一定量的物质加入一定量的去离子水中，制备一定浓度的弱酸溶液。
2.定该弱酸溶液的浓度通过酸碱滴定或其他不依赖于分光光度法的方法，测定弱酸溶液的浓度，记录浓度值并进行必要的计算。
准备分光光度计，空白试管中加入去离子水，记录读数。
然后加入一定体积的弱酸溶液，并记录读数。
将取得的测量结果带入下式中计算弱酸溶液的吸光度：A = log(I0 / I)其中，I0是空白试管中的光强，I是含弱酸的试管中的光强。
4.多次测定进行多次测定并取平均值，保证数据的准确性。
5.计算电离常数通过已知的弱酸浓度和测定得到的吸光度值，可以计算出弱酸的电离常数。
通过与理论预期值进行比较，可以验证实验结果的准确性。
三、数据处理1.计算弱酸的吸光度通过实验测量得到的数据，可以利用分光光度计得出弱酸的吸光度。
甲基红的实验报告
一、实验目的1. 掌握分光光度法测定弱电解质电离常数的基本方法和原理。
2. 进一步掌握分光光度计及酸度计的使用方法。
3. 通过实验测定甲基红的酸解离平衡常数。
二、实验原理甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）是一种弱酸型染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR）两种形式。
在溶液中，甲基红存在以下平衡：HMR ⇌ MR- + H+甲基红的酸解离平衡常数（Ka）可以通过以下公式表示：Ka = [MR-][H+] / [HMR]其中，[MR-]和[HMR]分别为碱形式和酸形式的甲基红浓度，[H+]为溶液中氢离子的浓度。
利用分光光度法，可以测定溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度，从而计算出甲基红的酸解离平衡常数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分光光度计、酸度计、移液管、容量瓶、锥形瓶、比色皿等。
2. 试剂：甲基红、盐酸、氢氧化钠、盐酸溶液（pH 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0）、缓冲溶液（pH 4.0、5.0、6.0）。
四、实验步骤1. 准备标准溶液：分别配制不同pH值的甲基红溶液，浓度约为1×10^-5 mol/L。
2. 标准曲线绘制：将不同pH值的甲基红溶液，在特定波长下测定其吸光度，以吸光度为纵坐标，pH值为横坐标绘制标准曲线。
3. 待测溶液的测定：将待测溶液稀释至适当浓度，测定其在特定波长下的吸光度。
4. 计算酸解离平衡常数：根据标准曲线，计算出待测溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度，进而计算甲基红的酸解离平衡常数。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制：以吸光度为纵坐标，pH值为横坐标绘制标准曲线，线性相关系数R²约为0.99，说明标准曲线具有良好的线性关系。
2. 待测溶液的测定：待测溶液在特定波长下的吸光度为0.623。
3. 酸解离平衡常数的计算：根据标准曲线，待测溶液中甲基红的酸和碱形式的浓度分别为1.2×10^-5 mol/L和2.5×10^-5 mol/L，计算得到甲基红的酸解离平衡常数为5.2×10^-6 mol/L。
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采用分光光度法测定弱电解质的电离常数实验报告
一、实验目的
1、了解一种测定弱电解质电离常数的方法。
2、掌握分光光度计的测试原理和使用方法。
3、进一步熟练掌握pH的原理和使用方法。
二、实验原理
根据朗伯-比耳定律，溶液对单色光的吸收，遵守下列关系式：
①
式中，A为吸光度； I/I0为透光率T；k为摩尔吸光系数它是溶液的特性常数；C为溶液浓度；l为溶液的厚度。
在分光光度分析中，将每一种单色光，分别依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度A对波长λ作图，由图可以看出，对应于某一波长有一个最大的吸收峰用这一波长的入射光通过该溶液就有最佳的灵敏度。
从①式可以看出，对于固定长度吸收槽，在对应的最大吸收峰的波长λ)下测定不同浓度c的吸光度，就可以做出线性的A~C，就是光度法的定量分析的基础。
以上讨论是对于单组份溶液的情况，对于含有两种以上组分的溶液，情况就要复杂一些。
1．若两种被测定组分的吸收曲线彼此不相重合，这种情况就很简单，就等于分别测定两种单组分溶液。
2．若两种被测定组分的吸收曲线相重合，且遵守贝尔-郎比定律，则可在两波长λ1及λ2时（λ1、λ2是两种组分单独存在时吸收曲线最大吸收峰波长）测定其总吸光度，然后换算成被测定物质的浓度。
根据贝尔-郎比定律，假定吸收槽长度一定时，则
本实验是用分光光度法测定弱电解质（甲基红）的电离常数，犹豫甲基红本身带有颜色，而且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析法或者其它物理方法进行测定都有困难，但用分光光度法可不必将其分离，且同时能测定两组分的浓度。
甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：
甲基红的电离常数：
或
7
由7式知，只要测定溶液中[B]与[A]的浓度及溶液的pH值，即可求得甲基红的电离常数。
三、实验仪器及试剂
仪器：722型分光光度计1台；pHs-3D型酸度计1台；容量瓶(100mL)7只；量筒(100mL)1只；烧杯100mL，4只)；移液管(10mL，刻度)2支；洗耳球1只
试剂：酒精（95%，化学纯）；HCl(0.1mol/L)；HCl(0.01mol/L)；醋酸钠(0.04mol/L)；甲基红溶液
四、实验内容
1、制备溶液
(1) 甲基红溶液将1g甲基红加300mL95%的乙醇，用蒸馏水稀释至500mL容量瓶中。
(2) 甲基红标准溶液取10mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。
(3) 溶液A 取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.1mol/L盐酸10mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。
(4) 溶液B 取10mL甲基红标准溶液，加入0.04mol/L醋酸钠25mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。
溶液A的pH约为2，甲基红以酸式存在。
溶液B的pH约为8，甲基红以碱式存在。
将溶液A、B和空白液(蒸馏水)分别放入三个洁净的比色皿内，测定吸收光谱曲线。
2、吸收光谱曲线的测定
（1）用752分光光度计测定溶液A和溶液B的吸收光谱曲线并求出最大吸收峰的波长。
波长从360nm开始，每隔20nm测定一次（每改变一次波长都有先用空白溶液校正），直至620nm为止。
由所得的吸光度A与λ作A-λ曲线，从而求得溶液A和溶液B的最大吸收峰波长λ1和λ2。
（2）求。
将A溶液用0.01mol·L-1HCl稀释至开始浓度的0.75、0.50、0.25倍。
B溶液用0.01mol?L-1NaAc稀释至开始浓度的0.75、0.50、0.25倍。
并在溶液A、溶液B
的最大吸收峰波长λ1、λ2处测定上述各溶液的吸光度。
如果在λ1、λ2处上述溶液符合朗伯-比耳定律，则可得四条A—c直线，由此可求出。
3、混合溶液的总吸光度及其pH的测定
（1）配制四个混合液
1) 10mL标准溶液+25mL0.04mol·L-1NaAc+50mL0.02mol·L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。
2) 10mL标准溶液+25mL0.04mol·L-1NaAc+25mL0.02mol·L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。
3) 10mL标准溶液+25mL0.04mol·L-1NaAc+10mL0.02mol·L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。
4) 10mL标准溶液+25mL0.04mol·L-1NaAc+5mL0.02mol·L-1HAc，用蒸馏水稀释至100mL。
（2）条件允许，可用超级恒温水浴25℃恒温5min后在进行测量。
（3）用λ1、λ2的波长测定上述四个溶液的吸光度。
（4）测定上述四个溶液的pH值。
五、实验内容数据处理与处理结果
吸光度A—波长λ表
λ溶液A的吸光度溶液B的吸光度
360 0.032 0.213
380 0.035 0.295
400 0.037 0.382
420 0.069 0.407
440 0.155 0.397
460 0.332 0.325
480 0.561 0.214
500 0.776 0.102
520 0.885 0.043
540 0.752 0.024
560 0.431 0.021
580 0.102 0.018
600 0.015 0.014
620 0.003 0.012
由图得，溶液A的最大吸收峰波长λ1=520，溶液B的最大吸收峰波长λ2=420。
波长为λ1时溶液A、B的吸光度表
溶液A的浓度吸光度溶液B的浓度吸光度0.75 0.512 0.75 0.032 0.50 0.316 0.50 0.014 0.25 0.182 0.25 0.006
由图得，。
由图得，。
波长为λ2时溶液A、B的吸光度表
溶液A的浓度吸光度溶液B的吸光度吸光度0.75 0.156 0.75 0.183 0.50 0.132 0.50 0.131 0.25 0.114 0.25 0.073
由图得，
由图得，
混合溶液数据记录表
组别吸光度λ1λ2C（A）C（B）pH pK
1 0.38
2 0.174 0.532 0.594 4.78 4.732
2 0.386 0.21
3 0.52
4 0.772 5.08 4.912
3 0.243 0.247 0.288 1.018 5.47 4.922
4 0.14
5 0.304 0.114 1.342 6.13 5.059
组别1：
同理得，
组别2：
C（A）=0.524 C（B）=0.772 pK=4.912
组别3：
C（A）=0.288 C（B）=1.342 pK=4.922
组别4：
C（A）=0.114 C（B）=1.342 pK=5.059
六、讨论
1、为什么NaAc加入甲基红会变黄？
甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：
由平衡关系可以看出，增大溶液酸度，甲基红以HMR结构形式存在，溶液显红色；降低溶液的酸度，甲基红以MR-离子结构形式存在，溶液显黄色。
NaAc溶液为弱碱性溶液，加入甲基红中，导致溶液酸度降低，但酸度降低较小，溶液颜色在红、黄之间，呈橙色。
2、醋酸的电离常数的测定。
1) 不同浓度的HAc溶液的配制
用酸式滴定管分别取5.00mL，10.00mL，25.00mL已标定好的HAc溶液于三个洁净的50mL容量瓶中，再用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并计算每份HAc溶液的准确浓度。
2) HAc溶液pH的测定
用四只洁净干燥的50mL烧杯，分别取20mL左右上述溶液的HAc溶液及一份未稀释的HAc标准溶液。
按由稀到浓的顺序在pH计上分别测定它们的pH和实验温度并将pH换算成c（H+）。
将数据代入下式公式：。