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实验5 醋酸电离度和电离常数的测定

2008-06-15 19:59阅读:
实验5 醋酸电离度和电离常数的测定
实验5 <wbr>醋酸电离度和电离常数的测定


实验5 醋酸电离度和电离常数的测定
(Measuration of the percent ionization and ionization constant of acetic acid)
(一)实验目的
  1.学会用pH 计测定醋酸电离度和电离常数的方法;
  2.加深对弱电解质电离平衡的理解;
  
3.学习pH 计的使用方法;
  4.练习滴定的基本操作。
(二)实验原理
  醋酸是弱电解质,在水溶液中存在以下电离平衡:
  HAc H+ + Ac-
  起始浓度(mol•dm-3 c 0 0
  平衡浓度(mol•dm-3 c - cα
  代入平衡式得
Kα = [H+] [Ac-] / [HAc] =[cα]2/(c - cα)= cα2/(1 - α)
  式中Ka 表示弱酸的电离常数;c 表示弱酸的起始浓度;α表示弱酸的电离度。
  在一定温度下,用pH 计(酸度计)测定一系列已知浓度的醋酸的pH 值,按pH =-㏒[H+]换算为[H+],根据[H] = cα即可求得醋酸的电离度α和cα2/(1 - α)值。在一定温度下,cα2/(1 - α)值近似地为一常数,所取得的一系列cα2/(1 - α)的平均值,即为该温度时醋酸的电离常数Ka。
  例:已知HAc 的浓度为0.1081 mol•dm-3,在20℃时用pH 计测得该HAc溶液的pH = 2.83,计算HAc 的电离度及平衡常数?
  解:按pH 的定义 pH =-lg[H+]即 2.83 =-lg[H+]
  所以 [H+] = 1.48×10 -3 mol•dm -3
  醋酸的电离度 α = [H+]/c = (1.48×10-5)/0.1081×100% = 1.37%
  即 α= <5% 时,
Ka =[H+]2/c
  所以,醋酸的电离常数 Ka=(1.48×10 -3 ) 2 /0.1081 = 2.03×10-5
(三)药品及器材
  1.器材
    25 型酸度计、50 mL 滴定管(酸式、碱式各一支)。
  2.药品
  HAc ( 0.2 mol •dm-3)、NaOH( 0.100 mol • dm-3 )、NaAc ( 0.100mol•dm-3)、HCl(0.1 mol•d m-3)、缓冲溶液(pH=4.01)、NaOH(0.1mol•d m-3)、待测弱酸溶液、酚酞。
(四)实验内容
  1.醋酸溶液浓度的标定(若实验时间不够,可先由实验室标定)用移液管精确量取25.00 mL HAc(0.2 mol•dm-3)溶液,分别注入两只50mL 锥形瓶中,各加入2 滴酚酞指示剂。分别用标准NaOH 溶液滴定至溶液呈浅红色,经摇荡后半分钟不消失,分别记下滴定前和滴定终点时滴定管中NaOH液面的读数,算出所用NaOH 溶液的体积,从而求出醋酸的精确浓度。
  2.不同浓度的醋酸溶液的配制和pH 值的测定在4 只干燥的100 mL 烧杯中,用酸式滴定管分别加入已标定的醋酸溶液48.00 mL、 24.00 mL、 6.00 mL、 2.00 mL,注意接近所要刻度时应一滴一滴地加入。然后,再从另一盛有去离子水的滴定管(酸式或碱式均可)往后面三只烧杯中分别加入24.00 mL、42.00 mL、46.00 mL 去离子水(使各溶液的体积均为48.00mL),并混合均匀,求出各份醋酸溶液的精确浓度。用pH 计分别测定上述各种浓度醋酸溶液的pH 值(由稀到浓),记录各份溶液的pH 值及实验验室的温度,计算各溶液中醋酸的电离度及其电离常数,并计入下表:
实验5 <wbr>醋酸电离度和电离常数的测定
  3.醋酸与醋酸钠组成的缓冲溶液pH 的测定各取25 mL 已标定的HAc(0.1 mol •dm- 3 )溶液和NaAc(0.10mol•dm-3)溶液,注入烧杯中混合均匀,用pH 计测定此缓冲溶液的pH 值,计算此溶液的电离度,然后加入0.5 mL HCl(0.1 mol•dm-3)溶液,搅拌后用pH 计测定其pH 值,再加入1 mL NaOH(0.1 mol•dm-3)溶液,搅拌后用pH计测定其pH 值。将以上所得的实验值和计算值进行比较。
  4.未知弱酸电离常数的测定
取25 mL 某弱酸的稀溶液,用NaOH 溶液滴定至终点,然后再加入25 mL该弱酸溶液,混合均匀,测定pH 值,计算该弱酸的电离常数。
(五)思考题
  1.不同浓度的醋酸溶液的电离度是否相同?电离常数是否相同?
  2.电离度越大,“酸度越大”,这句话是否正确?
  3.若所用醋酸溶液的浓度极稀是否还能用Ka ≈ [H]2/c 求电离常数?
  4.测定醋酸的Ka 时,醋酸溶液的浓度必须精确测定,而测定未知酸的Ka 时,酸和碱的浓度都不必测定,只要正确掌握滴定终点即可,这是为什么?
注意事项
  1.将配制好的待测HAc溶液转移到烧杯之前一定要润洗烧杯。
  2.用pH计分别测定上述各种醋酸溶液的pH值时一定要按照由稀到浓顺序操作。


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