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1、实验 醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的一、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、提二、提 要要醋酸 CH3COOH 即 HAC，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：) 1 (OH)q(HAc2)q(Ac)q(OH3或简写为)q(HAc )aq(Ac)aq(H其解离常数为(2.1) cccccccccKeqeqeq)HA()A()H()HA(a 如果 HAc 的起始溶度为 co，其解离度为，由于代入式（2.1）得：,)()(0acAccHceqeq(2.2)cc
2、ccccHAcK)1 ()()()(a2 0002 0 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用电导率测定 HAc 的的和和 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 (2.3)lkA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 有关。为了便于比较不同溶质的溶液的
3、电导，常采用摩尔摩尔电导。它表示在相距 1cm 的两m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，于是溶液的摩尔电导为)dmmol( c3(2.4)ck10kV3 m的单位为。m12molmS根据式(2.2)，弱电解质溶液的溶度 c 越小越小，弱电解质的解离度越大越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的。从而可知，一%100定温度下，某浓度 c 的摩尔电导与无限稀释时的摩尔电导之比，即为该m,m弱电解 质的解离度： ,mm(2.5)不同温度时，HAc 的值中表 2.1 所示。,m表 2.1 不同温度下 HAc 无
4、限稀释时的摩尔电导,m温度 T/K273291298303)molm S(12 ,m 0.02450.03490.03910.0428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：(2.6)(a,2 0mmmmcK根据式(2.6)，可求得 HAc 的解离常数 K 。 三、仪器和药品三、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 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
5、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)dm mol1 . 0( cHA3标准氢氧化钠 NaOH(0.1moldm-3,4 位有效数字)邻苯二甲酸氢钾)dmmol05. 0()COO(HKHC3 246酚酞（1%）四、仪器使用方法四、仪器使用方法(见见 化学实验的精密仪器化学实验的精密仪器电导率仪电导率仪)五、实验内容五、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 25.00cm30.1moldm3HAc 溶液，分别注入 2 只锥形瓶中，各加 2 滴酚酞溶液。分别用标准 N
6、aOH 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。（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25.00cm3已标定的HAc 溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cm3去离子水与上述 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
7、管加入 25.00cm3去离子水去离子水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2注 2。再按式(2.4)计算不同超 ,m始浓度时的摩尔电导。即可由式(2.5)求得各浓度时 HAc 的解离度。根据m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3 a2cm)OHN(V滴定前 NaOH 液
8、面的位置3 1cm)NaOH(V滴定中用去 NaOH 溶液的体积3cm)NaOH(V两次滴定用去 NaOH 体积的平均值3 avcm)NaOH(V标准 NaOH 溶液的浓度)dmmol()NaOH( c3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 1.210-3Sm-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值。例如，室温为 295K 时，,mHAc 无限稀释时的摩尔电导为,m1212 ,n121212mol m S0373. 0mol m S)x0349. 0(mol m S0024.x K)291295(K)291298( mol
9、 m xSmol m S)0349. 00391. 0( 滴定中取用 HAc 溶液的体积3cm)HAc(VHAc 溶液的浓度 )dmmol()HAc( c3)()()(HAcVNaOHVNaOHcav（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 验 编 号HAc 溶液的起始浓度)dmmol()HAc(c3 0电导率)m S(k1摩尔电导)molm S(12 m离 解 度 或)1 (2 0c )(cm2 m0,m,m 2/0c4/0c8/0c16/0c32/0c实验时室温 T/K 无限稀释时的摩尔电导 )mol m S(12 ,m K 七、预习要求七、预习要求1、了解两种不同方法
10、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：方法一：pH 法测定法测定 HAc 的的和和 Ka（一）原理（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=。根据，即可求得一系CHCcHc)()(lg)cH(c0eq列对应的 HAc 的解离度和值。这一系列值应近似为一)1 (c2 0)1 (c2 0常数，取其平均值，即为该温度时 HA
11、c 的解离常数 Ka。（二）方法（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 只烧杯中分别加入24.00cm3、36.00cm3、42.00cm3、45.00cm3去离子水，使各烧杯中的溶液总体积均为48.00cm3，混合均匀。按上
12、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 溶液的值及值。取所得的平均值，即为)1 (c2 0)1 (c2 0HAc 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不同浓度 HAc 溶液的配制实 验 编 号3cm)HAc(V3 2cm)OH(VHAc 溶液起如浓度)dmmol()HAc(c3 0pH)dm mol()H( c3a)1 (c2 048.000.0024.0024.0012.0036.
13、006.0042.003.0045.00实验室温 T/K= 醋酸的解离常数 Ka=方法二：缓冲溶液法测定方法二：缓冲溶液法测定 HAc 的的和和 Ka（一）原理（一）原理根据缓冲溶液的计算公式(1)()(lgAccHAccpKpHeqeq 若，则上式简化为)Ac(c)HAc(ceqeqpKpH 由于(2)KlgpK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 溶液的浓度。（二）
14、方法（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 0.1moldm-3HAc 溶液置于锥形瓶中，加入 2 滴酚酞溶液，用 0.1moldm-3NaOH 溶液滴定至终点。另用移液管量取25,00cm30.1moldm-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/K HAc-NaAc 混合溶液的 pH 值 ； HAc-NaAc 混合溶液的 ； )dmmol()H( c3HAc 的解离常数 K ；
