实验十五 醋酸电离度和电离常数的测定.doc

实验十五醋酸电离度和电离常数的测定
一、教学要求：
学习测定醋酸离解度和离解常数的基本原理和方法；
学会酸度计的使用方法；
巩固溶液的配制及容量瓶和移液管的使用，学习溶液浓度的标定。
二、预习内容
复习《无机及分析化学》有关电离度和电离常数部分的知识要点；
容量瓶和移液管的使用；
酸度计的工作原理；
四、实验原理
弱电解质HAc在水溶液中存在下列电离平衡：
HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)
其电离常数Kθ的表达式为：
（1）
温度一定时，HAc的电离度为α，则cre(H+)=cre(Ac-)=crα，代人式(1)得：
（2）
在一定温度下，用酸度计测一系列已知浓度的HAc溶液的pH值，根据pH=-lgcre(H+)，可求得各浓度HAc溶液对应的cre(H+)，利用cre(H+)=crα，求得各对应的电离度α值，将α代入（2）式中，可求得一系列对应的Kθ值。取α及Kθ的平均值，即得该温度下醋酸的电离常数Kθ(HAc)及值α(HAc)。
五、实验步骤
配制不同浓度的醋酸溶液：
取5只洗净烘干的100cm3小烧杯依次编成1#~5#；
从酸式滴定管中分别向1#，2#，3#，4#，5#小烧杯中准确放入3.00，6.00，12.00，24.00，48.00cm3已准确标定过的HAc溶液;
用碱式滴定管分别向上述烧杯中依次准确放入45.00，42.00，36.00，24.00，0.00cm3的蒸馏水，并用玻璃棒将杯中溶液搅混均匀。（HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题1）（HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题2）
醋酸溶液pH的测定：
用酸度计分别依次测量1#~5#小烧杯中醋酸溶液的pH值，并如实正确记录测定数据(酸度计的使用参见教材P84)。（HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题3）（HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题4）
数据记录和处理：
醋酸溶液的原始浓度：cr(HAc)=mol·dm-3，室温=℃
编号V(HAc)/cm3V(H2O)/cm3c(HAc)/(mol·dm-3)pHc(H+)/(mol·dm-3)/%Kθ(HAc)1#2#3#4#5#醋酸电离平衡常数平均值Kθ(HAc):HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题1：烧杯是否必须烘干？
HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题2：如果搅拌结束后玻璃棒上带出了部分溶液对测定结果有无影响？
HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题3：测量时可否不用按照溶液浓度由低到高进行测量？
HYPERLINK"javascript:void(null);"思考题4：使用酸度计的主要步骤有哪些？
答案1：烧杯如果不烘干，残留的水份会影响所配制的溶液浓度，从而带来误差；
答案2：没有影响，因为溶液浓度并没有发生变化；
答案3：因该按照由低到高进行测量，这样带来的误差较小；
答案4：主要步骤有：（1）打开电源开关进行预热；（2）进行温度补偿；（3）使用标准溶液进行定位；（4）使用标准溶液进行斜率校正；（5）测量pH值。
六、存在的问题
烧杯没有洗干净和烘干；
测量时没有从低浓度开始测量；
电极没有清洗干净并吸干；
没有进行温度补偿；
实验结束忘了在电极上塞上盛有饱和氯化钾的塑料帽；
七、深入讨论
酸碱电离常数的常用实验测定方法：在Arrhenius发现了电离现象后不久，Ostwald于1888年使用电导率法第一次测量了电离平衡常数。直到1932年之前，电导率法一直是测定电离常数的最常用的方法。1932年，Harned和Ehler用实验证明了电势法可以得出和电导率法一样精确的结果，由于电势法快速简便且计算量小，所以很快取代了电导率法。一个1939年的比较严格的电离常数表里只采用了pKa在1.89到5.15之间的由电导率法测定的电离平衡常数。随着科技的不断进步，测量的技术手段也在不断提高，除了电导率法，电位法之外，还有紫外-可见分光光度法,毛细管电泳法，核磁共振法等。每种方法都有各自的特点、适用范围和误差来源。
八、测试题
测试题1：当温度有明显变化时，解离常数也会发生变化（）A.正确；B.错误；
测试题2：温度一定时，不同浓度醋酸溶液的解离常数不相同（）A.正确；B.错误；
测试题3：玻璃电极下端的玻璃泡为一层极薄和特种玻璃制成，切忌与硬物接触，一旦破裂，则完全失效（）A.正确；B.错误；
测试题4：采用酸度计测定一系列同一种电解质溶液的pH值时，测定的顺序按浓度由稀到浓或由浓到稀所得到的结果完全相同