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1、最新资料推荐实验醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法；2、加深对弱电解质解离平衡的理解；3、学习电导率仪的使用方法，进一步学习滴定管、移液管的基本操作。二、提要醋酸 CH3COOH 即 HA C，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：HAc ( q)H 2O(1)H 3 O (q)Ac ( q)或简写为HAc (q)H(aq)Ac(aq)其解离常数为ceq (H) cceq (Ac ) c(2.1)Ka(HA c)ceq (HA c) c如果 HAc 的起始溶度为 co，其解离度为，由于 ceq (H )ceq ( Ac ) c0a, 代入
2、式（ 2.1）得：Ka( HAc) (c0)2 (c0 c0 )c(2.2)c02(1)c某一弱电解质的解离常数 Ka 仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度 则随溶液浓度的降低而增大 。可以有多种方法用来测定弱电解质的 和 Ka，本实验采用的方法是 用电导率测定 HAc 的 和 Ka。电解质溶液是离子电导体， 在一定温度时，电解质溶液的电导（电阻的倒数）为kA l(2.3)式中， k 为电导率 （电阻率的倒数），表示长度 l 为 1m、截面积 A 为 1m2 导体的电导；单位为 Sm-1。电导的单位为S西（门子） 。在一定温度下， 电解质溶液的电导 与溶质的性质及其溶度 c 有
3、关。为了便于比较不同溶质的溶液的电导，常采用 摩尔电导 m 。它表示在相距 1cm 的两平行电极间，放置含有 1 单位物质的量电解质的电导， 其数值等于电导率 k 乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c(mol dm 3 ) ，于是溶液的摩尔电导为m kV 10 3 k c(2.4)m 的单位为 Sm 2 mol 1 。1最新资料推荐根据式 (2.2)，弱电解质溶液的溶度c 越小，弱电解质的解离度越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的100% 。从而可知，一定温度下，某浓度 c 的摩尔电导m 与无限稀释时的摩尔电导m , 之比，即为该弱电解 质的解离度：mm ,(2.5)不同温
4、度时， HAc 的 m ,值中表 2.1 所示。表 2.1不同温度下 HAc 无限稀释时的摩尔电导m ,温度 T/K273291298303m , (Sm 2 mol 1 )0.0245 0.0349 0.03910.0428藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc 溶液的 k 值。根据式 (2.4)及式(2.5)即可求得所对应的解离度。若将式 (2.5)代入式 (2.2)，可得：K ac0 m2(m )(2.6)m,m,根据式 (2.6)，可求得 HAc 的解离常数 K。三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（ 100cm3,5 只）锥形瓶（ 250cm3,2 只）铁架 移液管（25cm3,3
5、 支）吸气橡皮球滴定管（玻璃塞式；简易式）滴定管夹白瓷板洗瓶玻璃棒滤纸片温度计（ 0100，公用）其它： pH 计（附玻璃电极、甘汞电极）电导率仪（附铂黑电导电极）2、药品醋酸 HA c(0.1mol dm 3 )标准氢氧化钠 NaOH(0.1mol dm-3,4 位有效数字 )邻苯二甲酸氢钾酚酞（ 1%）KHC 6 H 4 (COO) 2 (0.05mol dm 3 )四、仪器使用方法 (见 化学实验的精密仪器电导率仪)五、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取2份 25.00cm3 0.1mol dm3HAc 溶液，分别注入 2 只
6、锥形瓶中，各加 2 滴酚酞溶液。分别用标准 NaOH 溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，计算滴定所用的标准NaOH 溶液的体积，从而求得HAc 溶液的准确浓度。重复上述实验，求出两次测定HAc 溶液浓度的平均值。2最新资料推荐（二）系列醋酸溶液的电导率的测定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取33述 HAc 溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用铂黑电导电极，将高低周开关拨到 “低周”，测定所配制的 HAc 溶液的电导率。随后，用移液管从已测定过电导率的溶液中取出25.00cm3，并弃去；再用另一支移液管加入25.00cm3 去离子水
7、 1注 1，搅拌均匀，测定此稀释后HAc 溶液的电导率。如此不断稀释，测定电导率共46 次。记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k 数据。根据表 2.1 的数值，得到实验室温下 HAc 无限稀释时的摩尔电导 m,2注 2。再按式 (2.4)计算不同超始浓度时的摩尔电导m 。即可由式 (2.5)求得各浓度时 HAc 的解离度。根据式 (2.2)或式 (2.6)的计算，取平均值，可得HAc 的解离常数 Ka。六、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定表一实验编 号滴定后 NaOH 液面的位置 V 2 ( N a OH ) cm 3滴定前 NaOH 液面的位置 V1 ( NaOH)cm3滴定中用去
8、 NaOH 溶液的体积 V ( NaOH) cm3两次滴定用去NaOH 体积的平均值 Vav ( NaOH) cm 3标准 NaOH 溶液的浓度 c( NaOH ) (mol dm 3 )滴定中取用 HAc 溶液的体积 V ( HAc ) cm 3HAc溶液的浓度c(HAc ) (mol dm 3 )c( NaOH )Vav ( NaOH ) V ( HAc ) 注 1为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2 10-3 Sm-1。 注 2若室温不同于表 2.1 中所列温度，可用内插法近似求得所需的m ,值。例如，室温为 295K时，HAc 无限稀释时的摩尔电导m,
9、为(0.0391 0.0349)Sm 2 mol1xS m 2 mol 1(298291)K(295291)Kx.0024Sm 2 mol 1n ,(0.0349x)Sm 2 mol 10.0373S m 2 mol 13最新资料推荐（ 2）醋酸溶液的电导率、 醋酸的解离度和解离常数的测定表二实HAc 溶液的起始浓度摩尔电导离c02(1)或验电导率解编c 0 (HAc ) (mol dm3)2mol1)度 c02m, ( m ,m )k (Sm 1 )m (Smm号 c0 / 2 c0 / 4 c0 / 8 c0 / 16c0 / 32实验时室温T/K无限稀释时的摩尔电导m,(Sm 2 mol
10、 1 )K七、预习要求1、了解两种不同方法测定HAc 解离度和解离常数的原理。2、预习实验及计算中的有效数字。3、预习基本操作五中的容量瓶、 滴定管的使用以及精密仪器四 （电导率仪）。八、附录：测定醋酸解离度和解离常数的另外两个方法方法一： pH 法测定 HAc 的和 Ka（一）原理在一定温度下，用pH 计（又称为酸度计）测定一系列已知溶液的HAc 溶液的 pH 值，按 pH=lg c(H ) cC( H ) C。根据 ceq (Hc 0) ，即可求得一系列对应的 HAc 的解离度和 c 0 2 (1) 值。这一系列 c02(1) 值应近似为一常数，取其平均值，即为该温度时HAc 的解离常数
11、Ka。（二）方法1、醋酸溶液浓度的标定（同电导率法的标定）2、系列醋酸溶液的配制和pH 值的测定将上述已标定的 HAc 溶液装盛到玻璃塞式滴定管中，并从滴定管中分别放出48.00cm3、24.00cm3、12.00cm3、6.00cm3、3.00cm3 该 HAc 溶液于 5 只干燥的烧杯（为什么需要干燥的？）中。注意：接近所要求的放出体积时，应逐滴滴放，以确保准确度和避免过量。 藉另一支盛有去离子水的滴定管， 往后面 4 只烧杯中分别加3333去离子水，使各烧杯中的溶液总体积入 24.00cm、36.00cm 、42.00cm 、45.00cm均为 48.00cm3，混合均匀。4最新资料推荐
12、按上述所配制的系列醋酸溶液由稀到浓的顺序，并按精密仪器四中的pH 计中的操作步骤分别测定各HAc 溶液的 pH 值。记录实验时的室温，算出不同起始浓度 HAc 溶液的值及 c 02 (1 ) 值。取所得 c02 (1 ) 的平均值，即为 HAc的解离常数 Ka 实验值。3、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定（同表一）（2）醋酸溶液的 pH 值、醋酸的解离度和解离常数的测定实 不同浓度 HAc 溶液的配制HAc 溶液起如浓度验32编333pHc(H ) (moldm) ac0(1 )号V (HAc ) cm V(H2O) cmc0(HAc) (moldm)48.000.0024.0024.0
13、012.0036.006.0042.003.0045.00实验室温 T/K =醋酸的解离常数 Ka=方法二：缓冲溶液法测定HAc 的和 Ka（一）原理根据缓冲溶液的计算公式pH pK lg ceq ( HAc ) ceq ( Ac )(1)若 ceq ( HAc ) ceq ( Ac ) ，则上式简化为pHpK由于pKlg K(2)因而如果将 HAc 溶液分为体积相等的两部分，其中一部分溶液用NaOH 溶液滴定至终点（此时 HAc 即几乎完全转化为 Ac ），再与另一部分溶液混合，并测定该混合溶液（即缓冲溶液）的 pH 值，即可得到 HAc 的解离常数。测定时无需知道 HAc 和 NaOH 溶
14、液的浓度。（二）方法1、等浓度的醋酸和醋酸钠缓冲溶液的配制用称液管量取 25.00cm3 0.1mol dm-3HAc 溶液置于锥形瓶中，加入 2 滴酚酞溶 液 ， 用 0.1mol dm-3NaOH 溶 液 滴 定 至 终 点 。 另 用 移 液 管 量 取5最新资料推荐25,00cm30.1mol dm-3HAc 溶液与上述滴定后的溶液混合，摇荡锥形瓶， 使之混合均匀。2、醋酸和醋酸钠缓冲溶液pH 值的测定取适量上述相互混合的 HAc-NaAc 溶液置于烧杯中， 按 pH 计的操作步骤测定其 pH 值。记录实验时室温，计算 HAc 的解离常数 Ka。重复进行一次，求得两次数据的平均值。3、数据记录和处理实验时室温 T/KHAc-NaAc 混合溶液的 pH 值；HAc-NaAc 混合溶液的 c( H ) (mol dm 3 )；HAc 的解离常数 K；平均值：6