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1、哈尔滨学院本科毕业论文（设计）题目：甘油络合硼酸解离常数的测定 院（系）理学院专 业化 学年 级2007级姓 名学 号07052212指导教师职 称副教授2011 年 6月 12 日声 明本人郑重声明所呈交的论文是我个人在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果，不存在任何剽窃、抄袭他人学术成果的现象。我同意本论文作为学校的信息资料使用。论文作者(签名)： 2011年 6 月 13日毕业论文（设计）评语及成绩论文类型：实验型评语： 对论文的目的、意义理解明确，在收集所需资料的基础上，合理设计安排实验。在实验过程中态度认真，为准确测定出甘油硼酸的解离常数，反复摸索实验条件。分别采用三种不同
2、的方法，测定了甘油硼酸的解离常数。论文结构清晰、合理，语句通顺，较好地完成了本科论文。同意提交答辩。指导教师（签字）年 月 日评语及评分：本论文测定了甘油强化硼酸生成络合酸的解离常数，提出用最低pH值法和最大耗碱量法确定络合酸的初始浓度，在此基础上分别用pH值法，滴定法和分光光度法测定了络合酸的解离常数Ka。该同学的论文观点正确，能较好的运用所学理论与专业知识和技能，较客观地分析问题。拥有的材料充实、数据可靠、方法科学，中心内容明确，结构严谨，层次较分明，逻辑性较强，行文流畅。答辩中思维较清晰，能正确地回答问题。论文具有一定的实用价值。成绩： 良 答辩委员会主席（签字）年 月 日院（系）学位评
3、定委员会意见：签字：年 月 日学校学位评定委员会意见：签字：年 月 日哈尔滨学院本科毕业论文（设计）目录摘要1Abstract2前 言3第一章 绪论51.1硼酸的概述51.1.1硼酸的电离51.1.2硼酸酸性的强化51.2课题研究的目的和意义61.3课题研究的主要内容和方法6第二章 实验部分82.1 仪器与试剂82.1.1仪器82.1.2试剂82.2 实验过程92.2.1标准溶液的配制92.2.2酸度计的校准92.2.3硼酸的强化92.2.4络合酸浓度的确定102.2.5络合酸解离常数的测定11第三章 结果与分析143.1 NaOH溶液的配制与标定143.2 硼酸的强化143.3络合酸浓度的确
4、定143.3.1最低pH值法143.2.2 最大耗碱量法183.4络合酸酸度常数的测定193.3.1 pH值法193.3.2 滴定法19 结论22参考文献23致 谢24I哈尔滨学院本科毕业论文（设计）摘要硼酸属弱酸，解离常数Ka =5.810-10，由于硼酸为极弱的酸，不能直接进行滴定，故通常加入甘露醇、甘油等邻多羟基化合物，使其酸性大大增强，从而有可能准确进行滴定。硼酸经甘油强化后生成络合酸-甘油硼酸，该络合酸的解离常数在相关手册中尚未查到，虽有文献提及该络合酸的解离常数值，但未涉及具体的测定方法，只是指出大约等于10-6。本论文测定了甘油强化硼酸生成络合酸的解离常数，提出用最低pH值法和最
5、大耗碱量法确定络合酸的初始浓度，在此基础上分别用pH值法，滴定法和分光光度法测定了络合酸的解离常数Ka，测定结果分别为Ka =4.6310-6，Ka =4.6510-6和Ka =4.6110-6，并对所得结果之间的差异进行了分析。关键词：硼酸;甘油;络合酸;解离常数24AbstractWe are obtained from of boric acid, constant Ka = 5.8 x 10-10 boric acid is very weak, because the acid, cant directly, so usually join titration mannitol, g
6、lycerol and other adjacent polyol, make its acid increases greatly, which may accurate for titration. The strengthened glycerin boric acid generation complexation acid-glycerin boric acid, this complex acid solution in the relevant manuals from constant has been checked, although have mentioned the
7、literature of the solution of the complex acid from constant value, but did not involve specific analysis methods, just about equal to 10-6 points out. This paper measured the glycerin strengthen boric acid formation are obtained from constant complexation acid, and puts forward the lowest pH value
8、method and the largest consumption alkali amount method is used to determine the initial concentration, complex acid in the basis with pH value method respectively, titration and spectrophotometric method for determination of the solution of the complex acid from constant Ka, the determination resul
9、ts were Ka = 4.63 x 10-6, Ka = 4.65 x 10-6 and Ka = 4.61 x 10-6, and the difference between the results are analyzed. Key words: boric acid; glycero l ; comp lexometric acid; acid dissociation constan前 言硼酸实际上是氧化硼的水合物（B2O33H2O），为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，有滑腻手感，无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。硼酸在水中的溶解度随温度升高而增
10、大，并能随水蒸汽挥发；在无机酸中的溶解度要比在水的溶解度小。加热至70100时逐渐脱水生成偏硼酸，150160时生成焦硼酸，300时生成硼酸酐（B2O3）。由于硼酸的pKa=9.241是极弱酸的典型代表，同时硼酸又是重要的工业，医药，食品防腐，消毒等原料，而且在实际应用中都要对它进行分析测定。硼酸是一元弱酸2，在生活中要强化其酸性再进行生产实践。可以选用甘油作为强化试剂，强化硼酸。甘油是一种无色或微黄色透明粘稠液体，无毒、无臭、无腐蚀性，具有较强的吸湿性，可与无机酸和有机酸反应生成多种酯类，在一定条件下可形成聚合甘油，是一种多羟基化合物。硼酸的酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加
11、合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电子性质，加入多羟基化合物（如甘油等）生成稳定配合物，以强化其酸性。对于CKa10-8的极弱酸的测定3，已有非水滴定法，线性滴定法，弱酸强化法等等但是非水滴定法中的所用的非水溶剂常有强烈的刺激性不利于实践者操作，线性4滴定法虽能较好的求得滴定终点，但电位滴定过程中要延时，定量加入滴定剂，再有其计算过程要用线性回归分析，十分复杂，本文采用弱酸强化法，即加入强化试剂，使弱酸的表观离解常数增至可用氢氧化钠标准溶液滴定。本文利用甘油这种强化试剂强化硼酸形成甘油硼酸，硼酸与甘油反应在有机合成上有一定的用途，如硼酸保护羟基法合成甘油单月桂酸脂5,6,甘油单月桂
12、酸脂是一种应用广泛的表面活性剂。单脂含量在90% 以上的甘油月桂酸脂在食品、化妆品防腐、乳化方面有十分优异的性能。利用硼酸和甘油反应生成硼酸的双甘油脂，对甘油的两个羟基实行保护后，再与月桂酸进行酯化，水解制得高浓度的甘油单月桂酸酯。鉴于甘油与硼酸的实际应用，而甘油和硼酸反应解离常数并未见报道。解离常数又叫解离平衡常数，可用一定温度下，弱电解质电离平衡时，已解离的离子浓度的乘积与未解离分子浓度的比值来表示。它是分析化学中最基本的概念之一，是理解化学现象的一个重要参数，一般与温度有关。某种化学物质在水中的解离常数对于评价其对环境和人体健康的影响是很重要的，离解程度的大小能够影响该化学品在土壤及沉积
13、物上的吸附。因此准确测定物质的解离常数对了解物质的性质和其对环境的影响具有重要意义。弱酸解离常数的测定是化学学科基础研究内容之一。对弱酸解离常数的测定主要有电位分析法，电导法和光度法7,8等。电位分析法包括pH值法和滴定法。确定硼酸经强化后所得络合酸的浓度，是进行络合酸解离常数测定的基础和前提条件。本文中利用最低pH值法和最大耗碱量法确定甘油强化硼酸生成络合酸的浓度，并利用pH值法，最大耗碱量法和分光光度法分别测定了络合酸解离常数(Ka)。比较这三种方法得出的解离常数，进而做出结果与讨论。第一章 绪 论1.1硼酸的概述1.1.1硼酸的电离硼酸是一元酸，有些大学教科书及手册提到硼酸为三元酸，并给
14、出了它的三级电离常数。1930年F.L.Hahn等人的论文介绍，测得硼酸的pKa1为9.24，pKa2为12.74，pKa3为13.4。N.Ingri等人在20世纪60年代对这一问题做了深入研究，以氢电极为指示电极，用电位法研究了硼酸的平衡，未证实水溶液中有硼酸根离子存在，溶液中没有HBO32-或BO33-等高价阴离子存在。他们又用Pb-Hg齐电极测定溶液中的OH浓度，用强碱滴定H2BO3-，同样证明OH浓度达到0.5M时，水溶液中没有HBO32-或BO3 3-存在。他们的精确试验结果，与前面两篇提到的H3BO3有三级离解平衡的结论是矛盾的，假如硼酸的pKa1为9.24，pKa2为12.3，p
15、Ka3为13.4，则当溶液中的OH浓度达到0.5M(pH达13.7)时，通过计算求得溶液中H2BO3-=0.013，HBO32-=0.331，BO33-=0.656，即溶液中应有大量BO33-及HBO32-存在，而这与实验结果完全不符。用实验方法未能证明硼酸有二级和三级离解平衡，只能认为硼酸是一元酸。有些大学教科书及手册中用Ka1表示硼酸的离解常数，这是不妥当的,它使人产生硼酸在水溶液中有三级离解的错误概念，建议改用Ka表示。1.1.2硼酸酸性的强化H3BO3是缺电子化合物，是一个路易斯酸，H3BO3与甘油或甘露醇或其他多元醇反应时，能生成稳定的配合物，从而使H3BO3溶液的酸性增强。其反应有两种，第一种是9： 所生成的甘油硼酸配合物Ka=7.
