酸碱解离度和解离平衡常数的测定-吴心悦.doc

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醋酸解离度和解离平衡常数的测定
吴心悦
(环境工程163班 宁波 2016013219)
摘要（1）进一步掌握移液管、吸量管、滴定管和容量瓶的正确使用方法，熟练掌握滴定操作和溶液配制技术。
（2）学习用pH计测定乙酸解离度和解离平衡常数的原理和方法，加深对弱电解质解离平衡的理解。
（3）学会Delta 320-S型酸度计的使用方法。
关键词 pH计; 解离平衡; 弱电解质；有效数字。
1. 引言
（1）弱电解质解离平衡、解离度和解离平衡常数。
（2）溶液pH值测定的基本原理和Delta 320-S型酸度计的使用方法。
（3）实验数据记录及其计算的有效数字。
（4）滴定管、移液管、吸量管、容量瓶的使用。
2. 实验部分
2.1 实验原理
乙酸（HAc）是一元有机弱酸，在水溶液中部分解离，存在下列解离平衡：
HAc(aq) ⇌H+ (aq)+Ac- (aq)

式中：c（H+）、c（Ac－）、c（HAc）分别是H+、Ac－和HAc的平衡浓度。
若以c0表示乙酸溶液的起始浓度，α为解离度，则在纯乙酸溶液中，c（HAc）=c0－c（H+）=c0（1－α）、c（H+）=c（Ac－）=c0α，代入上式即得

2.2 仪器与试剂
1.仪器设备
Delta 320-S pH计、酸式和碱式滴定管（25mL）、移液管（20mL）、锥形瓶、 容量瓶（50mL）、烧杯（50mL）、吸量管（5mL）、量筒（10mL）、塑料烧杯（50mL）、擦镜纸。
2.试剂
0.1mol/LNaOH（标准溶液） ，2.5mol/L乙酸溶液，0.1 ％酚酞，标准pH缓冲溶液。
2.3 实验方法
1.乙酸溶液浓度的测定
准确量取2.5mol/L乙酸溶液4.00mL于100mL容量瓶中，稀释、定容、摇匀。用移液管移取20.00mL乙酸稀溶液3份，分别置于3个锥形瓶中，加入1~2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至呈现微红色且保持30s不褪色即为终点，记录耗用的NaOH溶液体积。平行测定3次，三次滴定之间所消耗的V（NaOH）的最大差应小于0.04mL。计算HAc稀溶液的浓度。
2.不同浓度的乙酸溶液的配制
用吸量管分别移取5.00mL、2.50mL、1.00mL乙酸稀溶液于3个50mL容量瓶中，定容后摇匀，分别计算各HAc溶液的准确浓度。
3.乙酸溶液pH的测定和解离度α、解离平衡常数KaƟ的计算
将上述三种乙酸系列溶液和乙酸稀溶液分别放入用待装溶液洗涤过的塑料烧杯中，并按溶液浓度由稀到浓依次用酸度计测定它们的pH值。
3. 结果与讨论
（1）乙酸溶液浓度的测定
表一 乙酸溶液浓度的测定
测定序号
1
2
3
c(NaOH)/mol·L-1
0.1025
NaOH溶液体积终读数/mL
19.70
19.00
19.20
NaOH溶液体积初读数/mL
0.50
0.10
0.20
NaOH溶液耗用体积V(NaOH)/mL
19.20
18.90
19.00
醋酸稀溶液浓度c(HAc)/ mol· L-1
0.09840
0.09686
0.09738
平均值（x）/ mol· L-1
0.09755
相对平均偏差
0.58%
标准偏差（s）
7.8×10-4
置信水平95%时的置信区间
0.009755±0.001945
表二：乙酸溶液pH的测定和解离度α、解离平衡常数KaƟ计算
溶液编号
乙酸溶液起始浓度c0/mol· L-1
pH
c(H+)/mol·L-1
α
KaƟ（HAc）
测定值
平均值
1
0.001951
4.21
6.166×10-5
3.16%
1.9×10－6
6.95×10－6
2
0.004877
3.83
1.479×10-4
3.03%
4.5×10－6
3
0.009755
3.60
2.512×10-4
2.57%
6.4×10－6
4
0.09755
2.92
1.202×10-3
1.23%
1.5×10－5

图一：滴有酚酞的乙酸溶液 图二：进行酸碱滴定后的溶液
4. 结论
稀溶液中，浓度越大，pH值越大，c(H+)越大，解离度α越小，解离平衡常数KaƟ越大。
思考题
（1）如果改变所测乙酸溶液的温度、浓度，乙酸的解离度和解离常数有无变化？如有变化，将是怎样的变化？
答：有。温度不变时,乙酸越浓,电离度越小,电离常数不变；乙酸浓度不变时,温度越高，电离度越大,电离常数也越大.
（2）若采用的乙酸溶液浓度很稀，是否还能用KaƟ (HAc)=[c(H+)/cƟ]2/c0计算KaƟ（HAc）？为什么？
答：不能。此时乙酸的解离度增大，当α>5%时，c（HAc）=c0-c(H+)，不能约等于c0。
（3）测量一系列不同浓度的同种溶液的pH值时，为何要按从稀到浓的顺序依次测量？
答：因为先测定高浓度溶液的pH值，残留的液体会对接下来测定稀浓度溶液的pH值造成影响。
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