实验二醋酸解离常数的测定

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醋酸解离常数的测定

目的要求

（1）了解对消法测电动势的基本原理，熟悉EM-3C 电子电位差计的使用方法；

（2）学习电极及盐桥的使用方法，学会电池的装配方法； （3）掌握可逆电池电动势测定的应用。 基本原理

利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池，即可从测得的电池电动势算出溶液的pH 值，常用指示电极有：氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极。今讨论醌氢醌(Q·H 2Q)电极。Q·H 2Q 为醌(Q)与氢醌(H 2Q)的等分子化合物，在水溶液中部分分解。

(Q·H 2Q) (Q) (H 2Q)

醌氢醌在水中溶解度很小。将待测pH 溶液用Q·H 2Q 饱和后，再插入一只光亮Pt 电极就构成了Q·H 2Q 电极，可用它构成如下电池：

Hg(l)｜Hg 2Cl 2(s)｜饱和KCl 溶液‖由Q·H 2Q 饱和的待测pH 溶液(H +)｜Pt(s) Q·H 2Q 电极反应为：

Q ＋2H +＋2e – →H 2Q

因为在稀溶液中++H H a c =，所以：

ϕϕ⋅⋅=-

2

2

Q H Q Q H Q 2.303pH RT

F

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可见，Q·H 2Q 电极的作用相当于一个氢电极，电池的电动势为：

2

Q H Q 2.303pH RT

E F

ϕϕϕϕ+-⋅=-=-

-饱和甘汞

2

Q H Q pH () 2.303F

E RT

ϕϕ⋅=--⨯

饱和甘汞 (1)

其中2

Q H Q ϕ⋅＝ – × 10–4 (t – 25)，ϕ饱和甘汞＝ – 6.6l×10–4 (t –25) – ×10–6 (t –25)2。

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，

HAc 0, HAc c c ≈， 0, NaAc Ac c c -≈。根据酸性缓冲溶液pH 的计算公式为

0, HAc HAc

a a 0, NaAc

Ac pH pK (HAc)lg

pK (HAc)lg c c c c -=-=- 对于由相同浓度HAc 和NaAc 组成的缓冲溶液，则有

a pH pK (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a pK (HAc)及a K (HAc)。

一、仪器

EM-3C 电子电位差计1套；Pt 电极1支；饱和甘汞电极1只；烧杯；移液管。 二、试剂

盐桥；KCl 饱和溶液；醌氢醌(固体)；未知浓度醋酸溶液；氢氧化钠溶液·L –1；2g/L 酚酞乙醇溶液。 三、实验步骤

1．按EM-3C 电子电位差计的操作步骤进行测定，并记录其结果；

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2．分别装配下列五个电池，测定其电动势

制备五种等浓度的HAc 和NaAc 混合溶液，测定pH ：

用移液管从醋酸样品中依次分别取、、、、 ml HAc 溶液于1-5号烧杯中，各加入25ml 蒸馏水和1滴酚酞溶液后，分别用滴管滴加·L –1 NaOH 溶液至酚酞变色，半分钟内不退色为止，再依次用移液管取、、、、 ml HAc 样品溶液分别加入到1-5号烧杯中，混合均匀，得到五种等浓度的HAc 和NaAc 混合溶液。再分别于其中加入少量醌氢醌粉末，摇动使之溶解，但仍保持溶液中含少量固体，然后插入铂电极，架上盐桥与甘汞电极组成电池，测定以下电池的电动势

Hg(l)｜Hg 2Cl 2(s)｜饱和KCl 溶液‖由Q·H 2Q 饱和的待测pH 溶液｜Pt(s)

四、数据处理

上述所测得5个数据，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方法处理，求a pK (HAc)平均和标准偏差s ：

ai

1

a pK

(HAc)pK (HAc)=

=∑n

i n

实验平均

误差△i ： i a ai =pK (HAc)pK (HAc)∆-平均实验

标准偏差s ： 1

1

2

-∆

=∑=n s n

i i

数据记录与结果处理

序号 1 2 3 4 5 E pH

a pK (HAc)实验

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△i

s

a pK (HAc)平均