《实验报告,甲基橙解离常数的测定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验报告,甲基橙解离常数的测定（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划实验报告,甲基橙解离常数的测定分光光度法测定甲基橙的离解常数预习：1.紫外可见分光光度计、pH酸度计的使用方法。2.期刊、年、卷、页码）。3.在计算甲基橙的Ka时，各种溶液的吸光度值应在何波长下读取？4.本实验以柠檬酸-Na2HPO4为缓冲溶液来控制溶液pH，pH应控制在何范围？该缓冲溶液应如何配制，给出方案。配制中pH是否应严格按照给定值？5.拟订实验具体步骤，自行设计实验所需记录表格。一、实验目的：分光光度计和pH计是学生已经熟悉并掌握的常见的分析仪器，弱酸在水溶液中解离的基本原
2、理学生也已经掌握。通过利用分光光度法测定甲基橙离解常数，让学生掌握如何综合已经熟悉的基础知识和技能来解决实际中遇到的问题。二、实验原理：分析中所用的指示剂或显色剂般都是有机弱酸，在研究这类新试剂时，常需先测定其离解常数。该实验介绍利用分光光度法测定弱酸的离解常数。对于一元弱酸，在溶液中存在以下平衡：HB?H?B?B?H?其离解常数为Ka?HB或pKa?pH?lgHB?B根据式，只要知道溶液的pH和HB/B-，就可以计算出离解常数Ka。pH可用pH计测量，HB/B-可从溶液的吸光度获得。对于浓度为C的一元弱酸，可以准备3种溶液：一种是强酸性溶液，此时可以认为溶液中全部以HB形态存在，溶液的吸光度
3、为AHB，AHB?HBC第二种溶液呈强碱性，HB完全离解成B-，溶液的吸光度为AB-：AB?B?C如果溶液的pH在pKa附近，HB和B-在溶液中共存，此时的吸光度为A：A?HBHB?B?B?C?HB?B?由?式不难得到HBA?AB?BAHB?A代入式，得到Ka?H?代入式，得到AHB?AA?AB?pKa?pH?lgA?AB?AHB?A由测得的溶液的pH、AHB、AB-和A。就可以算出一元弱酸HB的离解常数。对于弱碱也有类似的算法。甲基橙为一元弱酸，当甲基橙溶液在pH为：?之间，存在以下平衡：HMO?H?MO?在某一浓度下，不同的pH溶液中，甲基橙有如图所示的吸收光谱。最高曲线为酸式(HMO)的
4、吸收曲线，最低曲线为碱式(MO-)的吸收曲线，其他曲线为HMO和MO-共存时的曲线，它们的形状与溶液的pH有关。从该图可以得到AHMO和AMO-，以及不同pH时所对应的A值，代入式，得到pKa值甲基橙溶液的吸收曲线三、实验内容与步骤：1.溶液配制：取7个50mL容量瓶，编号。移取5mL甲基橙溶液，2mLKCl溶液，5mL控制pH用的缓冲溶液，用水稀释至刻度，摇匀。2.pH的测定：用pH计精确测定各溶液的pH值。3.吸光度测定：用1cm吸收池，以水作参比，测定各溶液吸光度，记下各测定结果。四、仪器与试剂：仪器：紫外可见分光光度计、pH酸度计；容量瓶：50mL7个；移液管：5mL，10mL各1支。
5、试剂：甲基橙储备液：KCl溶液：molL-1；HCl溶液：2molL-1；柠檬酸溶液：molL-1；Na2HPO4溶液：molL-1。五、注意事项：1.pH计的测定应精确到小数点后第二位。2.溶液的配制将直接影响测定结果，容量瓶中甲基橙的含量尽可能相同。六、数据处理：1.设计记录表格。2.请用测得的吸光度值和pH值，自行推导A与pH的关系函数，通过作图法得出甲基橙的离解常数Ka。七、思考题：1.在测定甲基橙的离解常数时，酸式和碱式型体是如何得到的？2.为什么实验中要求甲基橙的浓度要致？本实验中甲基橙储备液浓度为210-4molL-1，配制时需十分准确吗？3.为何需加入高浓度KCl？4.除了分光
6、光度法外，还可以用其它什么方法测定Ka，作者，刊物，年，期，页码）。甲基橙解离常数的测定、印染废水中甲基橙含量测定及脱色试验一、实验目的1)2)3)4)掌握分光光度法测定解离常数的原理及方法掌握甲基橙含量测定方法及方法评估掌握废水中甲基橙物理脱色及催化氧化的原理和过程学会用单因素法确定最佳实验条件的方法。二、实验原理的测定甲基橙解离常数的测定甲基橙存在以下解离平衡:(碱型，偶氮式)黄色红色以Hln代表甲基橙的酸式结构，In代表甲基橙的碱式结构，则解离平衡为：则Ka=HIn/HIn若甲基橙的浓度为c，则c=HIn+In-,则In-=cKa/(ka+H+);HIn=cH+/(ka+H+);甲基橙在
7、酸性和碱性条件下的吸收光谱不同，测定甲基橙在酸式和碱式条件下的吸光值，得出不同Ph下的吸光值：A=AHIn+AIn-=HInbHIn+In-bIn-即A=HInbcH+/(ka+H+)+In-bcKa/(ka+H+);b为光程，HIn为酸式摩尔吸光度，In-为碱式吸光度，A为甲基橙的吸光值，实验测定时的b=1cm，因此，A=HInHIn+In-In-。当溶液为酸式时，溶液几乎全部以HIn形式存在，存在酸式最大吸收波长a,在此吸收波长下有cHIn,则有：A=HInHInHInc因此，在强酸条件下，可以求得酸式摩尔吸光度Hin。Hin。=A/c;同理，在强碱条件下，甲基橙几乎都以In-形式存在，可
8、以求得酸式摩尔吸光度In-因此，A=(AHIn/c)cH+/(ka+H+)+(AIn-/c)cKa/(ka+H+);+-整理得：Ka=(AHInA)/(A-AIn-)H+pKa=pH+log(AHInA)/(A-AIn-);当log(AHinA)/(A-AIn-)=0时，即(AHinA)/(A-AIn-)=1，pKa=pH。利用作图法可以解得pKa。单线作图法具体为：选择酸式最大吸收波长(a)或碱式最大吸收波长(b)，固定甲基橙浓度，改变pH，进行吸收值的测量，作A-pH曲线，如图1所示。A=AHIn+A2处，pH=pKa。图1单线作图法计算pKa图2双线作图法计算pKa双线作图法为：分别选择
9、酸性和碱性吸收波长，固定甲基橙溶液浓度而改变pH，进行吸收值的测量，作A-pH曲线，两条A-pH曲线的交点所对应pH即为pKa，如图2所示。三、实验背景印染染料废水排放量大、有机物浓度高、难于生化降解，是备受关注的工业废水。甲基橙是常见的印染染料之一，具有较高毒性、难以生物降解。测定甲基橙的解离常数、建立废水中甲基橙含量测定及脱色去除方法具有重要意义。本实验以甲基橙为研究对象，根据甲基橙溶液的酸碱电离平衡，利用双线作图法测定甲基橙的解离常数；分别在甲基橙酸式最大吸收波长、碱式最大吸收波长和等吸收波长下，建立废水中甲基橙含量测定方法并进行方法评价；利用物理脱色和催化氧化脱色进行废水中甲基橙的脱色
10、研究。涉及知识点及实验技术如下:四、仪器与试剂仪器：分光光度计(UNICOMXX)，pH计，磁力搅拌器，吸量管(1mL、2mL、10mL)，容量瓶(50mL、200mL)，分析天平。甲基橙标准品，未知浓度甲基橙废水和已知浓度甲基橙废水(30mg/L)，盐酸(mol/L)，标准缓冲溶液(pH=、），氢氧化钠(mol/L)，醋酸(mol/L），醋酸钠溶液(mol/L）。过氧化氢、硫酸亚铁。五、实验步骤1pKa的测定(1)吸收曲线(A-曲线)确定酸式最大吸收波长、碱式最大吸收波长、等吸收点波长称取甲基橙，用蒸馏水定容至200mL.配置成母液，备用。移取mL甲基橙标准母液，用mol/L盐酸溶液定容至5
11、0mL。此时，甲基橙全部以酸式存在，测定A-曲线，确定酸式最大吸收波长(a)。移取mL甲基橙标准母液，用mol/L氢氧化钠溶液定容至50mL。此时，甲基橙全部以碱式存在，测定A-曲线，确定碱式最大吸收波长(b)。上述酸性、碱性甲基橙溶液对应的两条A-曲线的交点对应等吸收点波长(e)。(2)不同酸度甲基橙溶液的配制及pH测定配制一系列不同酸度的溶液：mol/L盐酸溶液、mol/L盐酸溶液、mol/L醋酸溶液、pH=、的醋酸盐缓冲液、pH=7(转载于:写论文网:实验报告,甲基橙解离常数的测定)蒸馏水，mol/L醋酸钠溶液，mol/L氢氧化钠溶液。取9个做好标记的50mL容量瓶，分别移取mL甲基橙标
12、准母液，依次用上述9不同酸度溶液进行定容，得到不同酸度的甲基橙溶液。依据酸度降低，得出1-9甲基橙样品。酸度计采用两点法进行校准后，进行1-9甲基橙样品pH的测定。(3)双线作图法计算pKa分别以a、b为测量波长，测量1-9号样品的吸光值，绘制两条A-pH曲线，两线交点对应的pH即为pKa。2甲基橙含量测定及方法评价(1)不同浓度酸性、碱性甲基橙溶液及样品溶液的配置以mol/L盐酸溶液为介质、配制不同浓度的一系列酸性甲基橙溶液。此时，甲基橙全部以酸式存在。移取甲基橙标准液取不同体积的标准液，分别放入编号为19号的50mL容量瓶中，用mol/L盐酸溶液定容，得到不同浓度的酸性甲基橙溶液。同时进行
13、样品溶液配置：移取未知浓度甲基橙废水mL放入50mL容量瓶中，用mol/L盐酸溶液定容。以mol/L氢氧化钠溶液为介质、配制不同浓度的一系列碱性甲基橙溶液。此时，甲基橙全部以碱式存在。移取甲基橙标准液取不同体积的标准液，分别放入编号为19号的50mL容量瓶中，用mol/L氢氧化钠溶液定容，得到不同浓度的碱性甲基橙溶液。同时进行样品溶液配置：移取未知浓度甲基橙废水mL放入50mL容量瓶中，用mol/L氢氧化钠溶液定容。(2)工作曲线绘制及样品含量测量以a为测量波长，以蒸馏水为空白，分别测定不同浓度酸性甲基橙溶液的吸光值，得出酸式最大吸收波长下的工作曲线。测定废水样品吸光度值(平行3次)，根据工作
14、曲线，得出废水中甲基橙含量。以b为测量波长，以蒸馏水为空白，分别测定不同浓度碱性甲基橙溶液的吸光值，得出碱式最大吸收波长下的工作曲线。测定废水样品吸光度值(平行3次)，根据工作曲线，得出废水中甲基橙含量。以e为测量波长，以蒸馏水为空白，选择碱性甲基橙溶液溶液测定吸光值，得出等吸点波长(e)下的工作曲线。测定废水样品吸光度值(平行3次)，根据工作曲线，得出废水中甲基橙含量。(3)方法评价当置信度为95%时，采用F检验判断是否存在精密度的显著性差异，再利用T检验法判断三个波长下所得废水中甲基橙含量是否存在系统误差。3废水中甲基橙的脱色研究脱色率()1A/A0100%(1)活性炭物理脱色脱色动力学曲线的绘制及脱色率计算在pH分别为、的甲基橙的初始吸光度约为1的条件下进行实验。将200mL含甲基橙的废水倒入烧杯中，加入活性炭，活性炭投加量为6g/L，磁力搅拌吸附。吸附开始后，前15分钟每隔2min取样，后15分钟每隔5min取样，取样后立即过滤，使吸附停止，测定滤液在475nm的吸光度，得出脱色动力学曲线(脱色率-时间曲线)及吸附平衡时的脱色率。(
