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
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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;
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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
cα
cα
代入平衡式得
Kα =
[H
+]
[Ac
-] / [HAc] =[cα]
2/(c - cα)=
cα
2/(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cα
2/(1 - α)值。在一定温度下,cα
2/(1 -
α)值近似地为一常数,所取得的一系列cα
2/(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:
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。