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醋酸电离度和电离常数的测定—pH法

实验目的：

测定醋酸的电离度和电离常数.

实验原理：

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．仪器和试剂

1.仪器

PHS-2F型pH计、温度计、电磁搅拌器、吸量管(5mL)、容量瓶(50mL)等。

2.试剂

0.200mol·L-1HAc标准溶液、pH标准缓冲溶液（邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、四硼酸钠）、广泛试纸。

四．实验步骤

一．如何准确测量醋酸电离度和电离常数？

二．师生共同讨论，提出实验方案。

三．教师展示溶液pH测定整个过程

1.接通电源，打开PHS-2F型pH计的电源开关，预热仪器。

2.电极的准备、检查和处理，安装电极。

3.双点标定酸度计。

4．配制不同浓度的HAc溶液

用移液管分别取2.50mL、5.00mL、25.00mL已测得准确浓度的HAc溶液，分别加入3只50mL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。

5.测定HAc溶液的pH值，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，计算HAc电离度和电离常数。

溶液

编号

C

(mol·L-1)

pH

[H+](mol·L-1)

α(%)

电离常数K

测定值

平均值

1

1/20CHAc

2

1/10CHAc

3

1/2CHAc

4

CHAc

K值在1.0×10-5～2.0×10-5范围内合格(文献值25℃1.76×10-5)

四、学生对此过程中不理解处提问，教师解惑。

五、醋酸电离度和电离常数的测定。

六、提问

烧杯是否必须烘干？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。

七、思考题

1．若所用HAc溶液的浓度极稀，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500，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。

2．改变所测HAc溶液的浓度或温度，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。

八、注意事项

1．测定HAc溶液的pH值时，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。

2．PHS计使用时，先用标准pH溶液校正。

3．玻璃电极的球部特别薄，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。

4．甘汞电极使用时应拔去橡皮塞和橡皮帽，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。