离解平衡实验报告及图片.doc

[2014、11、10]
[离解平衡] | AC41
成绩
西安交通大学实验报告
课 程:无机化学实验 实验名称: 解离平衡 第 1 页共 7 页
一、实验目得
1、加深理解铜离子效应、盐类水解平衡及其移动等基本原理与规律;
2、学习缓冲溶液得配置方法,并试验器缓冲作用;
3、学会弱酸或弱碱解离平衡常数得测量方法;
4、学习使PH计测定溶液PH得方法;
二、实验原理
弱电解质在水中存在解离平衡,如醋酸HAc为弱电解质,其水溶液存在下列平衡:
HAc = H+ + Ac
起始浓度(mol/L) c 0 0
平衡浓度(mol/L) ccα cα cα
α为解离度,则HAc得解离平衡常数K为:
Kaθ =
若已知弱电解质得初始浓度并测量出解离平衡时 氢离子浓度,可计算出弱电解质得解离平衡常数。
弱电解质溶液中加入含有相同离子得另一强电解质时,弱电解质得解离程度降低得效应称为同离子效应。
盐类水解可改变溶液得pH值,因为水解时可释放出H+与OH生成弱电解质。如BICl3固体溶于水时就能产生BiOCl白色沉淀,同时溶液酸性增强。
BiCl3 + H2O 2HCl + BiOCl
缓冲溶液指得就是弱酸(碱)及其盐得混合溶液,当将其稀释或其中加入少量得酸或碱时,溶液得pH值改变或减少。缓冲溶液得pH值(以HAc与NaAc为例)可用下式计算:
Ph= Kaθ lg
c(酸)、c(盐)、c(HAc)、c(Ac )均指平衡时得物质得浓度
三、实验用品
仪器:pH计及pH电极,量筒(25mL,6个),点滴板,烧杯(50mL,4个),试管,
酸式滴定管(2个),碎滤纸,pH试纸,pH为6、86得标准缓冲溶液,酒精灯,试管夹,
铁架台,研钵,胶头滴管,漏斗,纱布,花瓣,植物叶子,酒精溶液(乙醇与水得体积
比为1:1),玻璃棒
试剂:HCl(0、1 mol/L,1、0 mol/L,2、0 mol/L), HAc(0、1mol/L ,1mol/L ,0、2mol/L标准溶液), NaOH(0、1mol/L), NH3`H2O(0、1 mol/L,1、0 mol/L), NaCl(0、1 mol/L), NaAc(0、1 mol/L,1mol/L), Na2CO(0、1 mol/L), NaHCO3(0、5 mol/L), NH4Cl(0、1 mol/L,1 mol/L), Al2(SO4)3(0、1mol/L),Fe(NO3)3(0、1mol/L),BiCl3(0、1mol/L),CrCl3(0、1mol/L),HAc(0、1 mol/L), NH4Ac,HCl(2 mol/L),NH4Ac,甲基橙,酚酞
四、实验步骤及实验内容
1、同离子效应
在装有2Ml0、1 mol/LHAc溶液试管中加入1~2滴甲基橙指示剂,摇匀,观察溶液得颜色。然后分在两支试管中,一支试管做对比另一支试管另一支管中加入少量固体NH4Ac,振荡溶解,观察两支试管种溶液颜色变化。

实验操作
现象(如图)
解释

2mL 0、1 mol/L HAc
1~2滴甲基橙指示剂
溶液呈红色
HAc发生解离,解离出H+,使溶液显酸性

取1中溶液加入少量
NH4Ac固体
溶液变棕黄色
Ac增加,使得加入固体得试管中HAc= H++Ac解离程度降低
2、盐类水解平衡及其移动
1)、用pH试纸分别检验0、1 mol/L得NaAc、NH4Cl、NaCl溶液与去离子水得pH值,将结果与计算值比较,观察溶液颜色得变化。

实验操作
测量值
计算值
解释

0、1 mol/LNaAc
8
9、37
NaAc就是强碱弱酸盐,水解显碱性

0、1 mol/L NH4Cl
6
4、62
NH4Cl就是强酸弱碱盐,水解显酸性

0、1 mol/LNaCl
7
7
NaCl就是强酸与强碱盐,溶液中离子不发生水解

去离子水
6

2)、温度,溶液酸度对水解平衡得影响
在试管中加入2mL 1、0 mol/LNaAc溶液与一滴酚酞溶液,摇匀,观察溶液颜色。将溶液加热,观察溶液颜色得变化。
实验操作
实验现象
解释
2mL 1、0 mol/LNaAc溶液
一滴酚酞溶液
加热前溶液为粉红色,加热后溶液变紫红色
随着温度升高,Ac得水解程度升高,溶液得ｐＨ增大
实验现象如图:开始时,加热后
在两支试管中分别加入2mL去离子水与3滴 0、1mol/LFe(NO3)3 溶液,摇匀。将一支试管用小火加热,观察溶液颜色变化。
实验操作
实验现象
解释
2mL去离子水与3滴 0、1mol/LFe(NO3)3 溶液
加热了得那支试管溶液颜色显得棕黄色,颜色明显且较深,而未加热得那只试管中颜色不太明显

溶液中有反应:
Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3OH
加热使得反应平衡向右移动,从而使得溶液颜色加深
3)、溶液酸度对水解平衡得影响
在试管中加入0、1mol/LBiCl3溶液1滴,加入2mL去离子水,观察溶液有何变化。再驻地加入2mol/LHCl溶液,观察现象。当沉淀刚刚消失后,再加水稀释又有何变化。

实验操作
实验现象
解释

0、1mol/L BiCl3溶液1滴
2mL去离子水
有白色沉淀生成

溶液中Bi3+发生水解生成沉淀

待中稳定后,加入2mol/L HCl
白色沉淀消失

加酸后与白色沉淀反应,致白色沉淀消失

待中稳定后加水稀释
又有白色沉淀生成

加水稀释后,Bi3+得水解程度增大,发生水解又生成 白色沉淀
实验现象:

HCl
水

4)、能水解盐类间得得相互作用
在装有1mL 0、1mol/LAl2(SO4)3溶液得试管中,加入1mL 0、5 mol/LNaHCO3溶液
1mL,观察现象。
实验操作
实验现象
解释
1mL 0、1mol/LAl2(SO4)3溶液
1mL 0、5 mol/LNaHCO3溶液
溶液成白色浑浊状态,并有大量气泡产生

Al3+与HCO3发生双水解。
在试管中加入0、1mol/L CrCl3 1mL,加入1mL 0、1mol/LNa2CO3溶液,观察实验现象。
实验操作
实验现象
解释
1mL 0、1mol/L CrCl3
1mL 0、1mol/LNa2CO3
溶液变蓝黑色

Cr3+与CO32发生双水解,相互促进水解反应
在试管中加入1mL 1mol/LNH4Cl,再加入1mL 1mol/LNa2CO3溶液,将湿润得红色石蕊试纸放置于管口,试管微微加热,观察现象。
实验操作
实验现象
解释
1mL 1mol/LNH4Cl
1mL 1mol/LNa2CO3
置于试管口得红色石蕊试纸变蓝

NH4+与 CO32发生双水解,加热逸出NH3与润湿石蕊试纸生成NH3H2O,显碱性,使石蕊试纸变蓝
3、缓冲溶液
1)、缓冲溶液得配置及其pH值得测定
按表中所给数据配制4种缓冲液,并用pH计测定其pH值,记录测定结果,将计算值与测定结果相比较。
编号
配制溶液(用量筒各取15mL)
pH测定值
pH计算值
1
NH3H2O(1、0mol/L)+NH4Cl(0、1 mol/L)
10、16
10、25
2
HAc(0、1 mol/L)+NaAc(1、0 mol/L)
5、72
5、74
3
HAc(1、0 mol/L)+NaAc(0、1 mol/L)
4、00
3、74
4(25Ml)
HAc(0、1 mol/L)+NaAc(0、1 mol/L)
4、60
4、74
2)、检验溶液得缓冲作用
在上面配制得已测定pH值得第4号缓冲溶液中加入0、10mol/LHCl溶液0、5mL(约10滴),混匀,用pH计测定其pH值。再加入0、1 mol/LNaOH溶液1、0mL(约20 滴),混匀,用pH计测定其pH值,记录结果并与计算值进行比较。
编号
4号缓冲液
pH测定值
pH计算值
5
先加入0、5mL 0、1 mol/L HCl
3、67
4、72
6
后加入1、0mL 0、1 mol/L NaOH
3、70
4、77
于另一烧杯中加入10mL去离子水,加入0、10 mol/LHCl溶液0、5mL,搅拌均匀,用pH计测帝国其pH 值,再加入0、10mol/LNaOH溶液1Ml,搅拌均匀,用pH计测定其pH值。
编号
去离子水
pH测定值
pH计算值
5
先加入0、5mL 0、1 mol/L HCl
2、56
2、3
6
后加入1、0mL 0、1 mol/L NaOH
6、84
11、6
pH计得操作使用:
缓冲溶液性质总结:由以上结果可以瞧出,缓冲溶液与去离子水相比,可以使溶液得pH值保持稳定,不使其发生太大得变化,保持在一个稳定得范围内。
4、HAc理解平衡常数得测量
1)、不同浓度得醋酸溶液得配制:
在4支干燥得100mL烧杯中,用酸式滴定管分别加入已标定得醋酸溶液48、00mL、24、00mL、6、00mL、2、00Ml,注意接近所要刻度时应一滴一滴地加入,然后,从另一盛有等离子水得滴定管(酸式或碱式均可)往烧杯中加入0、00mL、24、00mL、42、00mL、46、00mL去离子水(使溶液得体积均为48、00mL),混匀,求出醋酸溶液得精确浓度。
pH值得测定:
用pH计分别测定上述各种浓度醋酸溶液得pH值(由稀到浓),记录各分溶液得pH值及实验室得温度,计算各溶液中醋酸得电离度及其电离常数。
编号
c(HAc)/(mol/L)
PH测定值
电离度α
电离常数k
1
0、1
2、42
3、8%
1、5X104
2
0、05
2、50
6、3%
1、53X104
3
0、0125
2、88
10、5%
1、55X104
4
0、0042
3、14
17、2%
1、51X104
5、趣味实验
自制指示剂:
由于许多植物得花、果、茎、叶都含有色素,这些色素在酸性溶液或碱性溶液离显示不同得颜色,可以用作酸碱指示剂。
首先,制备花瓣色素得酒精溶液:取一些花瓣(或植物叶子、萝卜等),在研钵中捣烂,加入5mL酒精溶液,搅拌。用四层纱布过滤(由于条件限制用滤纸),所得滤液装入试管中待用。
然后,在点滴板得孔穴中分别滴入 一些稀盐酸、稀NaOH溶液、蒸馏水、三滴花瓣色素得酒精溶液。观察现象。
实验现象:稀盐酸加入绿叶色素得酒精溶液后变为黄绿色,加入NaOH溶液变黄色,加入蒸馏水变淡绿色。
解释:由于绿叶中含有色素,这些绿叶色素在酸碱中显不同得颜色,则可以作为指示剂,但就是其本身有颜色,可能会对于结果得判定造成影响。
六、实验总结
1、在盐类水解平衡及其移动第一个实验中,用pH试纸测定各种试剂得pH时,与计算值比较偏差较大,说明自己还不能准确熟练得运用pH试纸测量溶液pH值。
2、实验过程中有加热操作,加热操作造成得实验室安全事故在实验室比较频发,加热前应保持试管外壁干燥,加热过程应注意预热,加热完后试管不能直接用冷水冲洗等。
3、 缓冲溶液得配置及其pH值得测定实验中由于不仔细,没注意到第2、3、4组实验试剂浓度及量得要求不一样,导致溶液配错,实验又得重新进行,同时后续得实验也不能进行,所以在今后得实验中应更认真得观察实验要求,做好实验预习。
4、pH计得使用,应注意操作步骤,及方法,还有实验仪器得保护。
5、在、检验溶液得缓冲作用试验中又去操作问题或者就是试剂变质等问题造成测得数据与计算值有较大偏差。