弱酸电离度与电离常数的测定实验报告

弱酸电离度与电离常数的测定实验报告范文

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弱酸电离度与电离常数的测定实验报告范文1

　　一、实验目的

　　1、测定醋酸电离度和电离平衡常数。

　　2、学习使用pH计。

　　3、掌握容量瓶、移液管、滴定管基本操作。

　　二、实验原理

　　醋酸是弱电解质，在溶液中存在下列平衡：

　　HAc

　　+ H

　　+ ?Ac-

　　[H][Ac]c2

　　Ka

　　[HAc]1

　　式中[ H+]、[ Ac-]、[HAc]分别是H+、 Ac-、HAc的平衡浓度；c为醋酸的起始浓度；Ka

　　为醋酸的电离平衡常数。通过对已知浓度的醋酸的pH值的测定，按pH=-lg[H+]换算成[H+]，[H]

　　根据电离度，计算出电离度α，再代入上式即可求得电离平衡常数Ka。

　　三、仪器和药品

　　仪器：移液管（25mL），吸量管（5mL），容量瓶（50mL），烧杯（50mL），锥形瓶（250mL），碱式滴定管，铁架，滴定管夹，吸气橡皮球，Delta320-S pH计。

　　药品：HAc（约0、2mol?L-1），标准缓冲溶液（pH=6、86，pH=4、00），酚酞指示剂，标准NaOH溶液（约0、2mol?L-1）。

　　四、实验内容

　　用移液管吸取25mL约0、2mol?L-1 HAc溶液三份，分别置于三个250mL锥形瓶中，各加2～3滴酚酞指示剂。分别用标准氢氧化钠溶液滴定至溶液呈现微红色，半分钟不褪色为止，记下所用氢氧化钠溶液的体积。从而求得HAc溶液的精确浓度（四位有效数字）。

　　用移液管和吸量瓶分别取25mL，5mL，2、5mL已标定过浓度的HAc溶液于三个50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并求出各份稀释后的醋酸溶液精确浓度（cc，210c）的值（四位有效数字）。

　　用四个干燥的50mL烧杯分别取30～40mL上述三种浓度的'醋酸溶液及未经稀释的HAc溶液，由稀到浓分别用pH计测定它们的pH值（三位有效数字），并纪录室温。

　　根据四种醋酸的浓度pH值计算电离度与电离平衡常数。

　　五、数据纪录和结果

　　1、醋酸溶液浓度的标定

　　滴定序号

　　标准NaOH溶液的浓度/ mol?L-1所取HAc溶液的量/mL标准NaOH溶液的用量/ mL实验测定HAc测定值溶液精确浓度/ mol?L-1 ?平均值

　　2、醋酸溶液的pH值测定及平衡常数、电离度的计算?t = ℃

　　HAc溶液编号1 ?(c/20) 2 ?(c/10) 3 ?(c/2) 4 ?(c)

　　cHAc/ mol?L-1

　　pH

　　[H+]/ mol?L-1

　　α/%

　　Ka

　　六、预习要求及思考题

　　（1）认真预习电离平衡常数与电离度的计算方法，以及影响弱酸电离平衡常数与电离度的因素。

　　（2）pH计的型号不同使用方法也略有区别，使用前应认真预习，熟悉实验所用型号的

　　pH计的使用方法。

　　（1）标定醋酸浓度时，可否用甲基橙作指示剂？为什么？

　　（2）当醋酸溶液浓度变小时，[H+]、α如何变化？Ka值是否随醋酸溶液浓度变化而变化？

　　（3）如果改变所测溶液的温度，则电离度和电离常数有无变化？

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　　一、实验目的

　　1、测定醋酸的电离度和电离平衡常数。

　　2、学会正确地使用pH计。

　　3、练习和巩固容量瓶、移液管、滴定管等仪器的基本操作。

　　二、实验原理

　　醋酸CH3COOH(简写为HAc)是一元弱酸，在溶液中存在下列电离平衡：

　　HAc(aq)+H2O(l)

　　H3O+(aq)+Ac-(aq)

　　忽略水的电离，其电离常数：

　　首先，一元弱酸的浓度是已知的，其次在一定温度下，通过测定弱酸的pH值，由pH=-lg[H3O+]，可计算出其中的[H3O+]对于一元弱酸，当c/Ka≥500时，存在下列关系式：

　　[H3O+]2[H3O+] Ka

　　cc

　　[H3O+][Ac-][H3O+]2

　　Ka

　　[HAc][HAc]

　　由此可计算出醋酸在不同浓度时的解离度和醋酸的电离平衡常数（Ka）。或者也可由

　　Kac2计算出弱酸的解离常数（Ka）。

　　三、仪器和试药

　　仪器：移液管、吸量管、容量瓶、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、量筒、pHS-3C型酸度计。试剂：冰醋酸（或醋酸）、NaOH标准溶液(0、1mol?L-1)、标准缓冲溶液（pH=6、86, 4、00）、酚酞溶液（1%）。

　　四、实验内容

　　1、配置250mL浓度为0、1mol?L-1的醋酸溶液

　　用量筒量取4mL 36%（约6、2 mol?L-1）的醋酸溶液置于烧杯中，加入250mL蒸馏水稀释，混匀即得250mL浓度约为0、1mol?L-1的醋酸溶液，将其储存于试剂瓶中备用。

　　2、醋酸溶液的标定

　　用移液管准确移取25、00mL醋酸溶液（V1）于锥型瓶中，加入1滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液（c2）滴定，边滴边摇，待溶液呈浅红色，且半分钟内不褪色即为终点。由滴定管读出所消耗的NaOH溶液的体积V2，根据公式c1V1=c2V2计算出醋酸溶液的浓度c1。平行做三份，计算出醋酸溶液浓度的平均值。

　　3、pH值的测定

　　分别用吸量管或移液管准确量取2、50、5、00、10、00、25、00mL上述醋酸溶液于四个50mL的容量瓶中，用蒸馏水定容，得到一系列不同浓度的醋酸溶液。将四溶液及0、1mol?L-1原溶液按浓度由低到高的顺序，分别用pH计测定它们的pH值。

　　4、由测得的醋酸溶液pH值计算醋酸的电离度、电离平衡常数。

　　五、实验结论数据记录与处理

　　编号1 2 3 4 5

　　V HAc / mL 2、50 5、00 10、00 25、00 50、00

　　c HAc / mol?L-1

　　pH

　　[H+] / mol?L-1

　　Ka

　　六、注意事项

　　1、测定醋酸溶液pH值用的小烧杯，必须洁净、干燥，否则，会影响醋酸起始浓度，以及所测得的'pH值。

　　2、吸量管的使用与移液管类似，但如果所需液体的量小于吸量管体积时，溶液仍需吸至刻度线，然后放出所需量的液体。不可只吸取所需量的液体，然后完全放出。

　　3、pH计使用时按浓度由低到高的顺序测定pH值，每次测定完毕，都必须用蒸馏水将电极头清洗干净，并用滤纸擦干。

　　七、思考题

　　1、用pH计测定醋酸溶液的pH值，为什么要按浓度由低到高的顺序进行？

　　2、本实验中各醋酸溶液的[H+]测定可否改用酸碱滴定法进行？

　　3、醋酸的电离度和电离平衡常数是否受醋酸浓度变化的影响？

　　4、若所用醋酸溶液的浓度极稀，是否还可用公式Ka[H3O]计算电离常数？

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　　一、实验目的

　　[教学重点]

　　醋酸的电离度、电离常数的测定[教学难点] pH计的使用[实验用品]

　　仪器：滴定管、吸量管(5mL)、容量瓶(50 mL)、pH计、玻璃电极、甘汞电极

　　药品：0、200 mol?L-1HAc标准溶液、0、200 mol?L-1NaOH标准溶液、酚酞指示剂、标准缓冲溶液

　　(pH=6、86、pH=4、00)

　　二、基本原理

　　HAc → H++ Ac-

　　C：HAc的起始浓度；[H+]、[Ac-]、[HAc]：分别为平衡浓度；α：电离数；K：平衡常数

　　α =

　　× 100%

　　Ka = ?=

　　当α小于5时，C - [H+]≈C，所以Ka≈

　　根据以上关系，通过测定已知浓度HAc溶液的pH值，就可算出[H+]，从而可以计算该HAc溶液的电离度和平衡常数。(pH=-lg[H+]，[H+]=10-pH)

　　三、实验内容

　　(碱式滴定管)

　　以酚酞为指示剂，用已知浓度的NaOH溶液测定HAc的浓度。

　　滴定序号CNaOH(mol?L-1) VHAc(mL VNaOH(mL CHAc

　　测定值平均值

　　25、001

　　2 ?25、00

　　25、003

　　用移液管或吸量管分别取2、50 mL、5、00 mL、25、00 mL已测得准确浓度的HAc溶液，分别加入3只50 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，并计算出三个容量瓶中HAc溶液的准确浓度。将溶液从稀到浓排序编号为：1、2、3，原溶液为4号。

　　，并计算HAc的电离度、电离常数

　　把以上四种不同浓度的HAc溶液分别加入四只洁净干燥的50 L杯中，按由稀到浓的顺序在pH计上分别测定它们的pH值，并记录数据和室温。将数据填入下表(p、129、)，计算HAc电离度和电离常数。

　　溶液

　　C (mol?L-1)

　　pH

　　[H+]

　　α(%)

　　电离常数K

　　编号1 2 3 4

　　四、提问

　　1/20 CHAc 1/10 CHAc 1/2 CHAc CHAc

　　(mol?L-1)

　　测定值

　　平均值

　　K值在1、0×10-5～2、0×10-5范围内合格(文献值25℃1、76×10-5)

　　还可以做怎样的处理？

　　答：不需烘干，用待测溶液荡洗2～3次即可。

　　五、思考题

　　，是否还能用近似公式Ka=[H+]2/C来计算K，为什么？

　　答：若CHAc很小，则C酸/Ka就可能不大于400，就不能用近似公式Ka=[H+]2/C，如用近似公式，会造成较大的误差。

　　，则有无变化？答：CHAc减小，α增大，Ka不变；

　　Ka随T改变而变化很小，在室温范围内可忽略。

　　六、注意事项

　　，要按溶液从稀到浓的次序进行，每次换测量液时都必须清洗电极，并吸干，保证浓度不变，减小误差。

　　，先用标准pH溶液校正。

　　，要注意保护，安装时略低于甘汞电极，使用前用去离子水浸泡48小时以上。

　　，内部无气泡，并有少量结晶，以保证KCl溶液是饱和的，用前将溶液加满，用后将橡皮塞和橡皮帽套好。

　　附：介绍PHs-PI酸度计的使用方法及注意事项。 pH电极的标定：

　　：将洗净的'电极插入pH=7的缓冲溶液中，调节TEMP(温度)旋钮，使指示的温度与溶液温度一致。打开电源开关，再调节CALIB(校准)旋钮，使仪器显示的pH值与该缓冲溶液在此温度下的pH值相同。

　　：把电极从缓冲溶液中取出，洗净，吸干，插入pH=4的缓冲溶液中，调SLOPE(斜率)旋钮，使仪器显示的pH值与该溶液在此温度下的pH值相同，标定结束(测量碱性溶液时，用pH=9的缓冲溶液调节斜率)

　　pH值测定：调节好的旋钮就不要再动，将待测溶液分别进行测量，待读数稳定时记录pH值。

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