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1、分光光度法测BPB的电离平衡常数【摘要】本文采用分光光度法测量了漠酚蓝溶液在同一浓度不同pH值下的最大吸收值， 利用在某组分的最大吸收峰波长下，测定该最大波长对该组分的不同吸收来确定体系中该组 分的含量，从而求算漠酚蓝的电离平衡常数。【关键字】漠酚蓝分光光度法贝尔一郎比定律电离平衡常数1、引言每种物质对于通过它的单色光的吸收具有选择性，分光光度法是基于这种物质对光的选 择吸收性而建立的，这一特性不仅是研究物质内部结构的基础，也是定量分析的基础。弱酸、弱碱的电离平衡常数是重要的物化参数，一定pH值的缓冲溶液的选择、酸碱指 示剂的选择等都需用到弱酸、弱碱的电离平衡常数。漠酚蓝是一种酸碱指示剂，本身
2、带有颜 色且在有机溶剂中电离度很小，用一般的化学分析法或其他物理化学方法很难测定其电离平 衡常数。因此可以采用分光光度法来不同波长对其组分的不同吸收来确定体系中组分的含量， 从而求算漠酚蓝的电离平衡常数。2、实验部分实验原理：波长为久的单色光通过任何均匀而透明的介质时，由于物质对光的吸收作用而使透射光 的强度（/）比入射光的强度（/。）要弱，其减弱的程度与所用的波长（人）有关。又因分子 结构不相同的物质，对光的吸收有选择性，因此不同的物质在吸收光谱上所出现的吸收峰的 位置及其形状，以及在某一波长范围内的吸收峰的数目和峰高都与物质的特性有关。分光光 度法是根据物质对光的选择性吸收的特性而建立的，
3、这一特性不仅是研究物质内部结构的基 础，也是定性分性、定量分析的基础。根据贝尔一郎比定律，溶液对于单色光的吸收，遵守下列关系式：ID = lg- = K -1 - C（6 1）式中，D 一消光（或光密度）；/。透光率;K摩尔消光系数，它是溶液的特性常数；/一被测溶液的厚度（即吸收槽的长度）；C一溶液浓度。在分光光度分析中，将每一种单色光，分别、依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的 D消光。以消光(。)对波长Q)作图，就可以得到该物质的分光光度曲线，或吸收光谱曲线，如/图6 1所示。由图可以看出，对应于某一波长/有着一个最大的吸收峰，用这一波长的入射光通过该溶液就有着最佳的灵敏度。、从(1
4、)式可以看出，对于固定长度的吸收槽， 了在对应最大吸收峰的波长(A)下，测定不同浓*度C的消光，就可以作出线性的DC线，这就图6-1分光光度曲线是定量分析的基础。也就是说，在该波长时，若溶液遵守贝尔一郎比定律，则可以选择这一波长来进行定量分析。以上讨论是对于单组分溶液的情况，如果溶液中含有多种组分，情况就比较复杂，要进 行分别讨论，大致有下列四种情况：1、混合物中各组分的特征吸收不相重叠，既在波长外时，甲物质显著吸收而其他组分 的吸收可以忽略；在波长时，只有乙物质显著吸收，而其他组分的吸收微不足道，这样 便可在气、M波长下分别测定甲、乙物质组分。2、混合物中各组分的吸收带互相重叠，而且他们都遵
5、守贝尔一郎比定律，对几个组分即 可在几个适当的波长进行几次吸光度的测量，然后列几个联立方程式，即可求分别算出几个 组分的含量。3、混合物中各组分的吸收带互相重叠，但不遵守贝尔一郎比定律。4、混合溶液中含有未知组分的吸收曲线。第3、4种情况比较复杂，这里不作讨论。本实验用分光光度法测定弱电解质漠酚蓝的电离平衡常数。漠酚蓝是一种酸碱指示剂， 本身带有颜色且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析法或其他物理化学方法很 难测定其电离平衡常数。而分光光度法可以利用不同波长对其组分的不同吸收来确定体系中 组分的含量，从而求算漠酚蓝的电离平衡常数。漠酚蓝在有机溶剂中存在着以下的电离平衡：HAH+A其平
6、衡常数为：K a(6 2)H + A-HA溶液的颜色是由显色物质HA与A-引起的，其变色范围PH在3.14.6之间，当PH*KW&ghtNd WeightingReBKiualSum9L20092E-4Pearsan!s r0.9973Adj. R-SquarV$iu$Standard ErrIn鞘rt响-3.54910.03505SIO060.BS0720.009133.63.8,D - D即此曲线的解析式为lg1 = 0.8807pH -3.54912D - D2令lg D-2 =0，则得到直线在X轴上截距pH=4.030，根据D2 - Dlg D D1 = PH - PKD Da2所以p
7、K4.030，漠酚蓝的电离平衡常数K = 10-4.030 = 9.333X10-54、讨论与误差分析结果讨论查找资料可得，漠酚蓝的标准电离常数的pKf4.1,即，其电离平衡常数为K广7.943x10-5电离平衡常数的相对误差为:9.333 x 10-5 - 7.943 x 10-57.943 x10-5x100% = 17.49%误差分析从实验结果我们可以知道，用紫外一可见分光光度计法可以大致的测定漠酚蓝的电离平衡常 数，但是实验有较大的误差，可能的原因有：Q pH计在校准过程中波动很大，在校准时并不能完全把pH调到准确，在测量溶液的pH时， 测量头的准确性会影响我们得到的PH值，从而影响实验结果。Q仪器的不稳定性会带来较大
