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1、实验二醋酸解离度和解离常数的测定一、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，进一步学习移液管的基本操作。二、提要醋酸CH3COOH即HAC，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：HAc(aq) + H2O(1H3O + (aq) + Ac- (aq)或简写为HAc(aq)、H + (aq) + Ac- (aq)其解离常数为Ka(HAc) = q(Hf)ceq(Ac)c Jceq(HAc) c以如果HAc的起始溶度为Co,其解离度为a，由于ceq (H + ) = ceq (Ac - ) = C Q,代 入式()
2、得：K (HAc) = (c0a)2/(膈 一 c0a)c。=c0 a 2 /(1 a)c 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a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a和Ka，本实验采用的方法是用电导率测定HAc的a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) X为人=kA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(门子)。在一定温度下，电解质溶液的电导X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电导，常采
3、用摩尔电导人w。它表示在相距1cm的两平 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c(moldm-3)，于是溶液的摩尔电导为人=kV = 10 -3k/c人 的单位为S-m2-mol-1。根据式，弱电解质溶液的溶度c越小，弱电解质的解离度a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a = 100%。从而可知，一定温度下， 某浓度c的摩尔电导孔与无限稀释时的摩尔电导 m之比，即为该弱电解质的 解离度：a = m , 8不同温度时，HAc的人m值中表所示。表 不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导力，温度T/K273291m
4、8298303X/ (S m2.mol-i)藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的k值。根据式及式即可 求得所对应的解离度a。若将式代入式，可得：K = c人2九（人一人） a 0 m m, 8 m, 8m根据式，可求得HAc的解离常数Ka。三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（100cm3,3只）锥形瓶（250cm3,2只） 铁架台 移液管（25cm3,3支）吸耳球 碱式滴定管 洗瓶 玻璃棒 滤纸温度计（0100C，公用） 电导率仪（附伯黑电导电极）2、药品醋酸 HAc（0.1mol dm-3）标准氢氧化钠NaOHdm-3,4位有效数字）酚酞（1%）四、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标
5、定用移液管量取2份溶液，分别注入2只锥形瓶中，各加2滴酚酞溶液。分别用标准NaOH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)醋酸溶液的电导率的测定用移液管量取HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取去离子水与上Ac溶 液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用伯黑电导电极，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，并弃去；再用另一支移液 管加入去离子水注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
6、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。根据表的数值，得到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导Mq注2。再按式计算不同超始浓度时的摩 尔电导M。即可由式求得各浓度时HA，的解离度a。根据式或式的计算，取平m均值，可得HAc的解离常数Ka。五、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表实验编号III滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH)/cm3滴定前NaOH液面的位置V(NaOH)/cm3滴定中用去NaOH溶液的体积V(NaOH)/cm3两次滴定用去NaOH体积的平均值Vav(NaOH)/cm3标准NaOH溶液的浓度c(NaOH)/(mol dm-3)滴定中取用HAc溶液的体积
7、V(HAc)/cm3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x10-3S-m-io注2若室温不同于表中所列温度，可用内插法近似求得所需的 皿值。例如，室温为295K时，HAc 无限稀释时的摩尔电导Mm s为(0.0391 0.0349)S mmol -1 (298 291)KxSm2mol -1 (295 - 291)Kx = .0024S m2 mol -1M = (0.0349 + x)Sm2 mol-1 = 0.0373S m2 mol-1HAc 溶液的浓度 c(HAc)/(mol - dm-3) =c(NaOH )匕(NaOH )V(HAc)(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c (HAc)，(mol dm -3)电导率k(Sm-1)摩尔电导X / (S m2 mol-1)离 解 度ac0a2;，(1-a)或c X 2*(X-X y0 m |mm,8m,8Ic /2II0c /4m0c /80wc0/16Vc0/32实验时室温T/K无限稀释时的摩尔电导力 /(Sm2.molT)m,3Ka七、预习要求1、测定HAc解离度和解离常数的原理。2、预习基本操作中的移液管的使用以及精密仪器(电导率仪)。3、做好预习报告。
