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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、提要醋酸CH3C00H即HAc,在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡:HAc(：q)H2OCI)出0(q)Acq)或简写为其解离常数为HAc(:q).H(aq)Ac_(aq)Ka(HAc)二Zeq(H)c*ceq(Ac)c壬ceq(HAc)/c(2.1)如果HAc的起始溶度为co,其解离度为:-，由于ceq(H)=ceq(Ac-)=Coa,代入式(2.1)得：(2.2)Ka(HAc)二(c0：)2.(
2、c0-c0：)L二c0：2.(1y)c，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HAC的和Kao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)入为一kAI(2.3)式中，k为电导率(电阻率的倒数)，表示长度I为1m、截面积A为1m2导体的电导；单位为Sm-1o电导的单位为S西(门子)o在一定温度下，电解质溶液的电导入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，常采用摩尔电导mo它表示在相距1cm的两平行电极间，放置含有1
3、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)，于是溶液的摩尔电导为m=kV=10c(2.4)m的单位为Sm2mol4o根据式（2.2），弱电解质溶液的溶度c越小，弱电解质的解离度：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:=100%。从而可知，一定温度下，某浓度C的摩尔电导km与无限稀释时的摩尔电导Xm,之比，即为该弱电，oQ解质的解离度：a=km/扎mg（2.5）不同温度时，HAc的九m值中表2.1所示。表2.1不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导km,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）及式温
4、度T/K273291298303f2A人m,閃/(Smmol)0.02450.03490.03910.0428-m)；（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)根据式（2.6），可求得HAc的解离常数K.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度计（0100C，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HAc（0.1moldm冷标准氢氧化钠NaOH（0.1moldm-3,4
5、位有效数字）邻苯二甲酸氢钾KHC6H4（COO）2（0.05moldm冷酚酞（1%）四、仪器使用方法（见化学实验的精密仪器一一电导率仪）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)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
6、)量取25.00cm?已标定的HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cm?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；再用另一支移液管加入25.00cm3去离子水xSm2mol亠一(295291)K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总注再按式(2.4)计算不同超始浓度时
7、的摩尔电导韦。即可由式(2.5)求得各浓度时HAc的解离度根据式(2.2)或式(2.6)的计算，取平均值，可得HAc的解离常数Ka0六、数据记录和处理(1)醋酸溶液浓度的标定表实验编号In滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH),cm滴定前NaOH液面的位置VNaOH)：1cm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),(moldm)滴定中取用HAc溶液的体积V(HAc)fcm3HAc溶液的浓度c(HAc)/(moldm)=c(NaOH)Vav(NaOH)/V(HAc)注1为使实验结果不产生
8、较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2为0-3Sm-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九口磴值。例如，室温为295K时,HAc无限稀释时的摩尔电导扎m,迂为(0.0391-0.0349)Smdx=.0024Smmol2-12-1九ng=(0.0349+x)Smmol=0.0373Smmolmol(298-291)K（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3-倉m浓dC(A乃HC电导率k/(Sm-1)_|dm2m电e灯m-摩人离解度aIfm-m一口一mat1(7(mI25n485w61-dm2sJK咏亠林寻温邯室释时稀验限a实无
9、K七、预习要求1、了解两种不同方法测定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方法一：pH法测定HAc的：和Ka（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=IgH）cC（H）C。根据ceq（H二c。），即可求得一系列对应的HAc的解离度和值。这一系列Co2（1-J值应近似为一常数，取其平均值，即为该温度时HAc的解离常数Ka。（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
10、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48.00cm?、24.00cm?、12.00cm3、6.00cm?、3.00cn?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24.00cnt36.00cm3、42.00cm?、45.00cm?去离子水，使各烧杯中的溶液总体积均为48.00cm?，混合均匀。按上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
11、起始浓度HAc溶液的值及C。，值。取所得c：.2O：）的平均值，即为HAc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实验室温T/K=醋酸的解离常数Ka=实验编号不同浓度HAc溶液的配制HAc溶液起如浓度C0（HA/（moldm）pHc(H$(moldm3)ac7(1-)V(HAc)/cm3V(H2O)；cm5I48.000.00n24.0024.00出12.0036.00IV6.0042.00V3.0045.00方法二：缓冲溶液法测定HAC的和Ka（一）原理根据缓冲溶液的计算公式pH二pK：.lgZeq（HAc
12、）（Ac/（1）若ceq（HAc）=ceq（AcJ,则上式简化为pH二pK.由于pK.FgK：.（2）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）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25.00cm3O.lmoldm-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Kao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/KHAc-NaAc混合溶液的pH值;HAc-NaAc混合溶液的c(H)(moldm);HAc的解离常数K;平均值：
