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实验四 醋酸解离常数的测定
(一) pH法
一. 实验目的
1. 学习溶液的配制方法及有关仪器的使用
2. 学习醋酸解离常数的测定方法
3. 学习酸度计的使用方法
二. 实验原理
醋酸(CH3COOH,简写为HAc)是一元弱酸,在水溶液中存在如下解离平衡:

HAc(aq) + H2O(l) D H3O+(aq) + Ac- (aq)

其解离常数的表达式为
[c (H3O+)/cθ][c(Ac-)/ cθ]
Kθa HAc(aq) = —————————————
c(HAc)/ cθ

若弱酸HAc的初始浓度为C0 mol•L-1,并且忽略水的解离,则平衡时:

c(HAc) = （C0 – x）mol•L-1

c (H3O+) = c(Ac-)= x mol•L-1

x
Kθa HAc = ————
C0– x

在一定温度下，用pH计测定一系列已知浓度的弱酸溶液的pH。
根据PH = -㏒[c (H3O+)/cθ]，求出c (H3O+)，即x，代入上式，可求出一系列的Kθa HAc，取其平均值，即为该温度下醋酸的解离常数。
实验所测的4个p Kθa(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求p Kθa(HAc)平均和标准偏差s：
n
∑ Kθai HAc
i=1
Kθa HAc = ————————
n

S =
n
∑[ Kθai(HAc)- Kθa （HAc）]2
i=1
——————————————
n-1

三．实验内溶（步骤）
1．不同浓度醋酸溶液的配制

①4号烧杯中倒入已知浓度HAc50ml

②自①中分别吸取2.5 ml;5.0 ml;25 ml已知浓度HAc溶液

③放入1、2、3号容量瓶中

④加蒸馏水至刻度,摇匀.

2.不同浓度醋酸溶液pH的测定

烧杯编号
V(HAc)/ml
V（H2O）/ml
1
2.50
47.50
2
5.00
45
3
25.00
25
4
50.00
0

四．数据记录与处理
温度＿18＿℃ pH计编号＿＿＿＿ 标准醋酸溶液浓度＿0.1005＿mol•L-1

编号
c(HAc)/mol•L-1
pH
c(H3O+)/mol•L-1
Kθai(HAc)
_
Kθai(HAc)
1
0.005
3.5
3.16×10-4
2.1×10-5

2
0.05
3.3
5.0×10-3
2.6×10-5

3
0.01
3.1
1.0×10-3
3.0×10-5

4
0.2
2.9
2.0×10-2
4.0×10-5

2.925×10-5

实验所测的4个p Kθa(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求p Kθa(HAc)平均和标准偏差s：
n
∑ Kθai HAc
i=1
Kθa HAc = ————————
n

S =
n
∑[ Kθai(HAc)- Kθa （HAc）]2
i=1
——————————————
n-1

Kθai(HAc) = 2.925×10-5 S = 0.81×10-5
五．思考题;

1.实验所用烧杯、移液管(或吸量管)各用哪种HAc溶液润冲?容量瓶是否要用HAc溶液润冲?为什么?
答：实验所用移液管(或吸量管)用标准醋酸溶液润洗；所用烧杯用不同浓度醋酸溶液润洗；容量瓶用蒸馏水润洗。

2.用pH计测量溶液的pH时,各用什么标准溶液定位?
答：用与待测液pH值接近的标准溶液定位

3.测定HAc溶液的pH时,为什么要按HAc浓度由小到大的顺序测定?
答：以减小测量误差。

4. 实验所测的4种醋酸溶液的解离度各为多少?由此可得出什么结论?
解离部分电解质浓度
答：醋酸解离度a = ————————————×100% ；由此可得出醋酸中，醋
末解离前部分电解质浓度
酸解离度随HAc浓度增大而减小。

（二）缓冲溶液法测定
一．实验目的
1．利用测缓冲溶液pH的方法测定弱酸的pKa 。
2．学习移液管、容量瓶的使用方法，并练习配制溶液
二．实验原理
在HAc和NaAc组成的缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时，
c(HAc)≈c0(HAc) ；c(Ac-)≈c0（NaAc）。酸性缓冲溶液pH的计算公式为

c(HAc)
pH = p Kθa HAc – ㏒————
c(Ac-)
c0(HAc)
= p Kθa HAc – ㏒--------------
c0（NaAc）

对于由相同浓度HAc和NaAc给成的缓冲溶液，则有

pH = p Kθa （HAc）

本实验中，量取两份相同体积、相同浓度的HAc溶液，在其中一份中滴加NaOH溶液至恰好中和（以酚酞为指示剂），然后加入另一份HAc溶液，即得到等浓度的HAc- NaAc缓冲溶液，测其 pH即可得到p Kθa HAc及Kθa HAc 。
实验所测的4个p Kθa(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求p Kθa(HAc)平均和标准偏差s：

n
∑ pKθa （HAc）实验
i=1
pKθa（ HAc ）平均 = ———————————
n

误差△I = pKθa （HAc）实验 - pKθa（ HAc ）平均

标准偏差s；

S =
n
∑ △2i
i=1
——————

n-1

三．数据记录与处理

温度＿18＿℃ 标准醋酸溶液浓度＿0.1＿mol•L-1

1. 配制不同浓度的HAc和NaAc溶液(在容量瓶中)
容量瓶编号
V(HAc)/ml
V（H2O）/ml
1
2.50
47.50
2
5.00
45
3
25.00
25
4
50.00
0

2. 制备等浓度的HAc和NaAc混合液
实验编号
①V(HAc)ml
V（NaOH）ml
②V(HAc)ml
pH
混合液
HAc-NaAc
pKa（ HAc ）
1
10
1.1
10
4.2
9.48×10-3
4.2
2
10
2.7
10
4.3
1.76×10-2
4.3
3
10
6.3
10
4.75
3.8×10-2
4.75
4
10
13.1
10
4.55
6.0×10-2
4.55

误差△I = pKθa （HAc）实验 - pKθa（ HAc ）平均

4.2+4.3+4.75+4.55
pKθa（ HAc ）平均 = ---------------------------=4.45
4

标准偏差s；

S =
n
∑ △2i
i=1
——————
n-1

△i=1=0.25 △i=2=0.15 △i=3=-0.3 △i=4=-0.1

S = 0.25
四．思考题

1. 更换被测溶液或洗涤电极时，25型酸度计的读数开关应处于放开还是按下状态？
答：放开。
2．由测定等浓度的HAc和NaAc缓冲溶液混合溶液的pH，来确定HAc的pKθa
的基本原理是什么？
答：实际上酸度计所测得的HAc-NaAc缓冲溶液混合溶液的pH，反映了混合溶液中的有效浓度，既H+活度值。用酸度计测定等浓度HAc和NaAc缓冲溶液的pH值，既求得HAc的解离常数。在HAc和NaAc缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时，c(HAc)≈c0(HAc) ；c(Ac-)≈c0（NaAc）；

c(HAc)
pH = p Kθa HAc – ㏒————
c(Ac-)
c0(HAc)
= p Kθa HAc – ㏒--------------
c0（NaAc）

对于由相同浓度HAc和NaAc给成的缓冲溶液，则有pH = p Kθa （HAc）