实验三 醋酸电离度和电离平衡常数的测定
一、实验目的
1.测定醋酸的电离度和电离平衡常数。
2.学会正确地使用pH计。
3.练习和巩固容量瓶、移液管、滴定管等仪器的基本操作。 二、实验原理
醋酸CH3COOH(简写为HAc)是一元弱酸,在溶液中存在下列电离平衡:
HAc(aq)+H2O(l) ? H3O+(aq)+Ac-(aq)
忽略水的电离,其电离常数: [H3O+][Ac-][H3O+]2Ka??[HAc][HAc]
首先,一元弱酸的浓度是已知的,其次在一定温度下,通过测定弱酸的pH值,由pH = -lg[H3O+], 可计算出其中的[H3O+]。对于一元弱酸,当c/Ka ≥500时,存在下列关系式:
[H3O+]2[H3O+] Ka???cc由此可计算出醋酸在不同浓度时的解离度(?)和醋酸的电离平衡常数(Ka)。 或者也可由Ka?c?2计算出弱酸的解离常数(Ka)。 三、仪器和试药
仪器:移液管、吸量管、容量瓶、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、量筒、pHS-3C型酸度
计。
试药:冰醋酸(或醋酸)、NaOH标准溶液(0.1mol·L-1)、标准缓冲溶液(pH = 6.86, 4.00) 酚酞溶液(1%)。 四、实验内容
1.配置250mL浓度为0.1mol·L-1的醋酸溶液 用量筒量取4mL 36%(约6.2 mol·L-1)的醋酸溶液置于烧杯中,加入250mL蒸馏水稀释,混匀即得250mL 浓度约为0.1mol·L-1的醋酸溶液,将其储存于试剂瓶中备用。 2.醋酸溶液的标定
用移液管准确移取25.00mL醋酸溶液(V1)于锥型瓶中,加入1滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液(c2)滴定,边滴边摇,待溶液呈浅红色,且半分钟内不褪色即为终点。由滴定管读出所消耗的NaOH溶液的体积V2,根据公式c1V1 = c2V2计算出醋酸溶液的浓度c1。平行做三份,计算出醋酸溶液浓度的平均值。
3.pH值的测定
分别用吸量管或移液管准确量取2.50、5.00、10.00、25.00mL 上述醋酸溶液于四个50mL的容量瓶中,用蒸馏水定容,得到一系列不同浓度的醋酸溶液。将四溶液及0.1mol·L-1原溶液按浓度由低到高的顺序,分别用pH计测定它们的pH值。
4.由测得的醋酸溶液pH值计算醋酸的电离度、电离平衡常数。
数据记录与处理
编号 1 2 3 4 5
V HAc / mL 2.50 5.00 10.00 25.00 50.00
c HAc / mol·L-1
pH
[H+] / mol·L-1
?
Ka
五、注意事项
1.测定醋酸溶液pH值用的小烧杯,必须洁净、干燥,否则,会影响醋酸起始浓度,以及
所测得的pH值。
2.吸量管的使用与移液管类似,但如果所需液体的量小于吸量管体积时,溶液仍需吸至刻度线,然后放出所需量的液体。不可只吸取所需量的液体,然后完全放出。
3.pH计使用时按浓度由低到高的顺序测定pH值,每次测定完毕,都必须用蒸馏水将电极头清洗干净,并用滤纸擦干。 六、思考题
1.用pH计测定醋酸溶液的pH值,为什么要按浓度由低到高的顺序进行? 2.本实验中各醋酸溶液的[H+]测定可否改用酸碱滴定法进行? 3.醋酸的电离度和电离平衡常数是否受醋酸浓度变化的影响?
+24.若所用醋酸溶液的浓度极稀,是否还可用公式 Ka?[H3O] 计算电离常数?
c
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