[北科大]无机化学实验:8 醋酸解离常数的测定及稀释法配置准确浓度溶液的方法(实验报告)
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实验 醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法;2、加深对弱电解质解离平衡的理解;3、学习电导率仪的使用方法,进一步学习滴定管、移液管的基本操作。
二、提 要醋酸CH 3COOH 即HA C ,在水中是弱电解质,存在着下列解离平衡:)1(O H )q (HAc 2+α )q (Ac )q (O H 3α+α-+或简写为)q (HAc α )aq (Ac )aq (H -++其解离常数为{}{}{}θθθcc c c c c c cc K eq eq eq)HA ()A ()H ()HA (a -+=(2.1) 如果HAc 的起始溶度为c o ,其解离度为α,由于,)()(0a c Ac c H c eq eq ==-+代入式(2.1)得:θθααααcc c c c c HAc K )1()()()(a 200020-=-= (2.2)某一弱电解质的解离常数K a 仅与温度有关,而与该弱电解质溶液的浓度无关;其解离度α则随溶液浓度的降低而增大 。
可以有多种方法用来测定弱电解质的α和K a ,本实验采用的方法是用电导率测定HAc 的α和K a 。
电解质溶液是离子电导体,在一定温度时,电解质溶液的电导(电阻的倒数)λ为 l kA =λ (2.3)式中,k 为电导率...(电阻率的倒数),表示长度l 为1m 、截面积A 为1m 2导体的电导;单位为S·m -1。
电导的单位为S[西(门子)]。
在一定温度下,电解质溶液的电导λ与溶质的性质及其溶度c 有关。
为了便于比较不同溶质的溶液的电导,常采用摩尔电导m λ。
它表示在相距1cm 的两平行电极间,放置含有1单位物质的量电解质的电导,其数值等于电导率k 乘以此溶液的全部体积。
若溶液的浓度为)dm ·mol (c 3-,于是溶液的摩尔电导为c k 10kV 3m -==λ (2.4)m λ的单位为12mol ·m ·S -。
实验八醋酸电离度和电离平衡常数的测定一、实验目的1、测定醋酸电离度和电离平衡常数。
2、学习使用pH 计。
3、掌握容量瓶、移液管、滴定管基本操作。
二、实验原理醋酸是弱电解质,在溶液中存在下列平衡:HAcH++ Ac-1][]][[2c HAc Ac H K a式中[ H +]、[ Ac -]、[HAc]分别是H +、Ac -、HAc 的平衡浓度;c 为醋酸的起始浓度;aK 为醋酸的电离平衡常数。
通过对已知浓度的醋酸的pH 值的测定,按pH=-lg[H +]换算成[H +],根据电离度cH ][,计算出电离度α,再代入上式即可求得电离平衡常数a K 。
三、仪器和药品仪器:移液管(25mL ),吸量管(5mL ),容量瓶(50mL ),烧杯(50mL ),锥形瓶(250mL ),碱式滴定管,铁架,滴定管夹,吸气橡皮球,Delta320-S pH 计。
药品:HAc (约0.2mol ·L -1),标准缓冲溶液(pH=6.86,pH=4.00),酚酞指示剂,标准NaOH 溶液(约0.2mol ·L -1)。
三、实验内容1.醋酸溶液浓度的标定用移液管吸取25mL 约0.2mol ·L-1HAc 溶液三份,分别置于三个250mL 锥形瓶中,各加2~3滴酚酞指示剂。
分别用标准氢氧化钠溶液滴定至溶液呈现微红色,半分钟不褪色为止,记下所用氢氧化钠溶液的体积。
从而求得HAc 溶液的精确浓度(四位有效数字)。
2.配制不同浓度的醋酸溶液用移液管和吸量瓶分别取25mL ,5mL ,2.5mL 已标定过浓度的HAc 溶液于三个50mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,并求出各份稀释后的醋酸溶液精确浓度(2c ,10c,20c )的值(四位有效数字)。
3.测定醋酸溶液的pH值用四个干燥的50mL烧杯分别取30~40mL上述三种浓度的醋酸溶液及未经稀释的HAc溶液,由稀到浓分别用pH计测定它们的pH值(三位有效数字),并纪录室温。
实验9 醋酸解离常数和解离度的测定一、实验目的1. 学习测定醋酸的解离度和解离常数的原理和方法。
2. 进一步理解弱电解质解离平衡的概念。
3. 学习使用pH 计,了解电位法测定溶液pH 的原理和方法。
4. 巩固学习碱式滴定管、容量瓶和吸量管的使用。
二、实验原理根据酸碱质子理论,弱酸、弱碱与溶剂分子之间的质子传递反应,统称为弱酸弱碱解离平衡。
醋酸(HAc)在水溶液中的解离平衡为 HAc + H 2OH 3O + + Ac -其解离平衡常数表达式为+-3(H O )(Ac )(HAc)(HAc)ac c K c Θ⋅=(3-32)若c 为醋酸的起始浓度(严格地说,离子浓度须用活度表示,但在稀溶液中,离子浓度和活度近似相等), [H 3O +]、[Ac -]、[HAc]分别为平衡浓度,α为解离度,Θa K 为酸常数。
在醋酸溶液中[H 3O +]≈[Ac -],[HAc] = c (1-α),则3[H O ]100%c α+=⨯(3-33) 33[H O ][Ac ](HAc)[H O ]aK c +-Θ+⋅=-(3-34)当α < 5%时,23[H O ](HAc)aK c +Θ≈(3-35)所以测定了已知浓度的醋酸溶液的pH,就可以计算解离常数和解离度。
弱酸弱碱的解离平衡是一个暂时的、相对的动态平衡,当外界条件改变时,解离平衡和其它化学平衡一样,也会发生平衡移动,使弱酸弱碱的解离程度有所增减。
如,同离子效应和盐效应则是影响弱酸弱碱解离程度的常见因素。
同离子效应使弱电解质在水溶液中的解离度减小;盐效应使弱电解质在水溶液中的解离度略为增加。
本实验配制一系列已知浓度的醋酸溶液,在一定温度下,用pH计测定pH,求得H3O+的有效浓度,即H3O+的平衡浓度(严格来说是活度)。
将[H3O+]代入上式中,即可求得一系列Θa K和α值,Θa K的平均值即为该温度下醋酸的解离常数。
三、仪器和试剂仪器:滴定管(碱式);吸量管(10mL);移液管(25mL);锥形瓶(250mL);容量瓶(50mL);烧杯(50mL);pH计。
实验 醋酸解离度和解离常数的测定一、实验目的1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法;2、加深对弱电解质解离平衡的理解;3、学习电导率仪的使用方法,进一步学习滴定管、移液管的基本操作。
二、提 要醋酸CH 3COOH 即HA C ,在水中是弱电解质,存在着下列解离平衡:)1(O H )q (HAc 2+α )q (Ac )q (O H 3α+α-+或简写为)q (HAc α )aq (Ac )aq (H -++其解离常数为{}{}{}θθθcc c c c c c cc K eq eq eq)HA ()A ()H ()HA (a -+=(2.1) 如果HAc 的起始溶度为c o ,其解离度为α,由于,)()(0a c Ac c H c eq eq ==-+代入式(2.1)得:θθααααcc c c c c HAc K )1()()()(a 200020-=-= (2.2)某一弱电解质的解离常数K a 仅与温度有关,而与该弱电解质溶液的浓度无关;其解离度α则随溶液浓度的降低而增大 。
可以有多种方法用来测定弱电解质的α和K a ,本实验采用的方法是用电导率测定HAc 的α和K a 。
电解质溶液是离子电导体,在一定温度时,电解质溶液的电导(电阻的倒数)λ为 l kA =λ (2.3) 式中,k 为电导率...(电阻率的倒数),表示长度l 为1m 、截面积A 为1m 2导体的电导;单位为S·m -1。
电导的单位为S[西(门子)]。
在一定温度下,电解质溶液的电导λ与溶质的性质及其溶度c 有关。
为了便于比较不同溶质的溶液的电导,常采用摩尔电导m λ。
它表示在相距1cm 的两平行电极间,放置含有1单位物质的量电解质的电导,其数值等于电导率k 乘以此溶液的全部体积。
若溶液的浓度为)dm ·mol (c 3-,于是溶液的摩尔电导为c k 10kV 3m -==λ (2.4)m λ的单位为12mol ·m ·S -。
实验八醋酸电离度和电离平衡常数的测定一、实验目的1、测定醋酸电离度和电离平衡常数。
2、学习使用pH 计。
3、掌握容量瓶、移液管、滴定管基本操作。
二、实验原理醋酸是弱电解质,在溶液中存在下列平衡:HAc H + + Ac -2[ H ][ Ac ] cK a[ HAc] 1式中[ H +]、[ Ac-]、[HAc] 分别是H+、Ac-、HAc 的平衡浓度; c 为醋酸的起始浓度;K a 为醋酸的电离平衡常数。
通过对已知浓度的醋酸的pH 值的测定,按pH=-lg[H +]换算成[H +],根据电离度[H ]c,计算出电离度α,再代入上式即可求得电离平衡常数K a 。
三、仪器和药品仪器:移液管(25mL ),吸量管(5mL ),容量瓶(50mL),烧杯(50mL),锥形瓶(250mL ),碱式滴定管,铁架,滴定管夹,吸气橡皮球,Delta320-S pH 计。
药品:HAc (约0.2mol ·L -1),标准缓冲溶液(pH=6.86 ,pH=4.00 ),酚酞指示剂,标准NaOH 溶液(约0.2mol L·-1 )。
三、实验内容1.醋酸溶液浓度的标定用移液管吸取25mL 约0.2mol ·L -1 HAc 溶液三份,分别置于三个250mL 锥形瓶中,各加2~3 滴酚酞指示剂。
分别用标准氢氧化钠溶液滴定至溶液呈现微红色,半分钟不褪色为止,记下所用氢氧化钠溶液的体积。
从而求得HAc 溶液的精确浓度(四位有效数字)。
2.配制不同浓度的醋酸溶液用移液管和吸量瓶分别取25mL,5mL ,2.5mL 已标定过浓度的HAc 溶液于三个50mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,并求出各份稀释后的醋酸溶液精确浓度(c2,c10,c20)的值(四位有效数字)。
3.测定醋酸溶液的pH 值用四个干燥的50mL 烧杯分别取30~40mL 上述三种浓度的醋酸溶液及未经稀释的HAc 溶液,由稀到浓分别用pH 计测定它们的pH 值(三位有效数字),并纪录室温。
醋酸电离度和电离常数的测定一、实验目的与要求:1. 测定醋酸的电离度和电离常数。
2. 进一步掌握滴定原理,滴定操作及正确判断滴定终点。
3. 学习使用pH 计。
实验原理:醋酸是弱电解质,在溶液中存在如下电离平衡:HAc ⇌ H ++ Ac -c 0 0 c- cα cα cαα1c α[HAc]]][Ac [H 2-==-+a K [H +]、[Ac -]和[HAc]分别为H +、Ac -和HAc 的平衡浓度,K a 为HAc 的电离常数,c 为醋酸的初浓度,α为醋酸的电离度。
醋酸溶液的总浓度可以用标准NaOH 溶液滴定测得。
其电离出来的H +的浓度,可在一定温度下用数字酸度计测定醋酸溶液的pH 值,根据pH=-lg[H +]关系式计算出来。
另外,再根据[H +]=cα,便可求得电离度α和电离平衡常数K a 。
电离度α随初浓度c 而变化,而电离常数与c 无关,因此在一定温度下,对于一系列不同浓度的醋酸溶液,α1c α2-值近似地为一常数,取所得一系列α1c α2-的平均值,即为该温度下醋酸的电离常数K a 。
在纯的HAc 中[H +]=[Ac -]=Cα、[HAc]=C(1-α),则α=[H +]/C×100%。
Ki=[ H +][ Ac -]/[ HAc]= [ H +]2/(C-[ H +]),当α<5%时,C-[ H +]≈C ,故Ki=[ H +]2/C 。
根据以上关系,通过测定已知浓度的HAc 浓度的pH ,就知道其[H +],从而可以计算该HAc 溶液的电离度和平衡常数。
醋酸(CH 3COOH 或HAc )是弱电解质,在水溶液中存在以下电离平衡:HAcH + + Ac -其平衡关系式为 [H ][Ac ][HAc]i K +-=c 为HAc 的起始浓度,[H +]、[Ac -]、[HAc]分别为H +、Ac -、HAc 的平衡浓度,α为电离度,K i 为电离平衡常数。
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) H3O+(aq) + Ac- (aq)其解离常数的表达式为[c (H3O+)/cθ][c(Ac-)/ cθ]KθaHAc(aq) = —————————————c(HAc)/ cθ若弱酸HAc的初始浓度为Cmol•L-1,并且忽略水的解离,则平衡时:c(HAc) = (C– x)mol•L-1c (H3O+) = c(Ac-)= x mol•L-1xKθaHAc = ————C– 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KθaHAc,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∑ KθaiHAci=1KθaHAc = ———————— nS =n∑[ Kθai(HAc)- Kθa(HAc)]2i=1—————————————— n-1三.实验内溶(步骤)1.不同浓度醋酸溶液的配制2.不同浓度醋酸溶液pH 的测定 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实验所测的4个p K θa (HAc),由于实验误差可能不完全相同,可用下列方式处理,求p K θa (HAc)平均和标准偏差s :n∑ K θai HAc i=1K θa HAc = ————————nS =(HAc) = 2.925×10-5 S = 0.81×10-5Kθai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。
实验醋酸解离度和解离常数的测定(pH法)实验目的1. 了解用pH计测定醋酸解离常数的原理和方法。
2. 学会酸式滴定管及pHS-25型pH计的正确使用。
实验原理配制一系列已知浓度的醋酸溶液,在一定的温度下,用pH计测定它们的pH值,根据pH= -lg[C(H+)/C0],计算C(H+),代入平衡常数关系式,可求得一系列( HAc)值,其平均值即为该温度下的解离常数。
0i K仪器、药品及材料仪器:pHS-25型pH计,复合电极,烧杯(50mL,4个),酸式滴定管(50mL,2支)药品:HAc(0.1000mol·L-1)材料:碎滤纸、标准缓冲溶液实验内容及步骤1. 配制系列已知浓度的醋酸溶液取5只干燥的50 mL烧杯,编号后,按表5-1用量,用酸式滴定管量取已知浓度的醋酸溶液(由实验室提供),配制不同浓度的醋酸溶液。
2. 醋酸溶液pH值的测定用pHS-25型pH计,按醋酸浓度由稀到浓的次序测定1~5号HAc溶液的pH值,记录在表5-1中。
3. 数据处理计算表5-1中各项的值,计算出实验室温度时,HAc的解离常数,求算相对误差并分析产生的原因。
表5-1 实验数据处理表测定时溶液的温度:℃标准溶液的浓度:mol·L-1烧杯编号HAc V/mLOH V2/mL配制HAc溶液的浓度/mol·L-1测得的pH值C(H+)平/mol·L-1α0K( HAc)1 3.00 45.002 6.00 42.003 12.00 36.004 24.00 24.005 48.00 0.00实验结果:实验温度时,醋酸的平衡常数为:0K(HAc) =(0K1 +0K2 +0K3 +0K4 +0K5)÷5误差分析:求算相对误差,并分析误差产生的原因。
(文献值:25℃时0K(HAc) =1.75×10-5)预习要求:按表5-2中HAc和H2O的体积,溶液的温度:25℃,HAc溶液的浓度:0.1000mol·L-1,0K(HAc) = 1.75×10-5,计算各溶液的pH值。
醋酸解离度和解离常数的实验报告一、实验目的1、测定醋酸的解离度和解离常数。
2、学习使用 pH 计测量溶液的 pH 值。
3、加深对弱电解质解离平衡的理解。
二、实验原理醋酸(CH₃COOH)是一种弱电解质,在水溶液中存在以下解离平衡:CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻+ H⁺其解离常数表达式为:Ka = CH₃COO⁻H⁺/ CH₃COOH解离度(α)定义为已解离的醋酸分子数与醋酸总分子数的比值,可表示为:α = H⁺/ c其中,H⁺、CH₃COO⁻、CH₃COOH分别表示氢离子、醋酸根离子、醋酸分子的平衡浓度,c 为醋酸的起始浓度。
通过测定一定浓度醋酸溶液的 pH 值,可以计算出溶液中的 H⁺,进而求得醋酸的解离度和解离常数。
三、实验仪器与试剂1、仪器pH 计移液管(25 mL)容量瓶(100 mL)烧杯(50 mL、100 mL)玻璃棒胶头滴管2、试剂醋酸溶液(约 01 mol/L)酚酞指示剂标准 NaOH 溶液(约 01 mol/L)四、实验步骤1、配制不同浓度的醋酸溶液用移液管准确移取 2500 mL 原始醋酸溶液于 100 mL 容量瓶中,加水稀释至刻度线,摇匀,得到浓度约为 005 mol/L 的醋酸溶液。
按照同样的方法,再将原始醋酸溶液稀释,得到浓度约为 0025 mol/L 的醋酸溶液。
2、测定醋酸溶液的 pH 值将 pH 计用标准缓冲溶液校准。
分别取 2500 mL 上述三种不同浓度的醋酸溶液于三个干净的 50 mL 烧杯中,插入 pH 计电极,测量溶液的 pH 值,记录数据。
3、测定醋酸溶液的准确浓度用移液管准确移取 2500 mL 原始醋酸溶液于锥形瓶中,加入 2 滴酚酞指示剂。
用标准 NaOH 溶液进行滴定,至溶液呈粉红色且 30 秒内不褪色,记录消耗的 NaOH 溶液体积。
重复滴定 2 3 次,取平均值,计算醋酸溶液的准确浓度。
五、实验数据记录与处理1、醋酸溶液浓度的测定实验次数 1 2 3消耗 NaOH 溶液体积(mL)_____ _____ _____平均消耗 NaOH 溶液体积(mL)_____醋酸溶液的准确浓度(mol/L)_____2、不同浓度醋酸溶液 pH 值的测定醋酸溶液浓度(mol/L) 01 005 0025pH 值_____ _____ _____3、计算解离度和解离常数根据 pH 值计算 H⁺:H⁺= 10⁻pH计算解离度(α):α = H⁺/ c计算解离常数(Ka):Ka = CH₃COO⁻H⁺/ CH₃COOH实验次数 1 2 3解离度(α)_____ _____ _____平均解离度(α)_____解离常数(Ka)_____ _____ _____平均解离常数(Ka)_____六、结果与讨论1、本次实验通过测定不同浓度醋酸溶液的 pH 值,计算出了醋酸的解离度和解离常数。
一、实验目的1. 了解醋酸离解常数的基本概念及其在化学中的应用。
2. 掌握酸碱滴定实验的基本操作和原理。
3. 通过实验测定醋酸的离解常数,加深对弱酸解离平衡的理解。
二、实验原理醋酸(CH3COOH)是一种弱酸,在水溶液中部分离解,存在如下平衡:CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+根据平衡反应,醋酸的离解常数(Ka)可以表示为:Ka = [CH3COO-][H3O+]/[CH3COOH]其中,[CH3COO-]、[H3O+]和[CH3COOH]分别表示醋酸根离子、氢离子和醋酸的浓度。
通过测定不同浓度的醋酸溶液的pH值,可以计算出醋酸的离解常数。
三、实验器材1. 醋酸溶液(未知浓度)2. 氢氧化钠标准溶液(已知浓度)3. 酚酞指示剂4. 酸式滴定管5. 锥形瓶6. 移液管7. 容量瓶8. 烧杯9. pH计10. 水浴锅四、实验步骤1. 配制醋酸溶液:取一定量的醋酸溶液,用移液管准确量取25.00ml,加入50ml 容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,得到浓度为C0 mol/L的醋酸溶液。
2. 配制氢氧化钠标准溶液:用移液管准确量取10.00ml氢氧化钠标准溶液,加入50ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,得到浓度为0.1mol/L的氢氧化钠标准溶液。
3. 标定醋酸溶液浓度:用酸式滴定管准确量取25.00ml醋酸溶液于锥形瓶中,加入几滴酚酞指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由无色变为浅红色,记录消耗的氢氧化钠标准溶液体积V1。
4. 测定醋酸溶液pH值:用移液管准确量取25.00ml醋酸溶液于锥形瓶中,用pH 计测定溶液的pH值,记录pH值。
5. 重复步骤3和4,共测定3次,取平均值。
6. 根据实验数据,计算醋酸的离解常数。
五、实验数据及处理1. 醋酸溶液浓度C0 = 0.1005 mol/L2. 氢氧化钠标准溶液浓度CNaOH = 0.1 mol/L3. 消耗氢氧化钠标准溶液体积V1:第一次:20.0 ml第二次:20.5 ml第三次:20.3 ml平均体积Vavg = (20.0 + 20.5 + 20.3) / 3 = 20.2 ml4. 醋酸溶液pH值:第一次:4.2第二次:4.3第三次:4.1平均pH值pHavg = (4.2 + 4.3 + 4.1) / 3 = 4.2六、实验结果与分析根据实验数据,计算醋酸的离解常数:Ka = [CH3COO-][H3O+]/[CH3COOH] = (CNaOH Vavg) / C0 = (0.1 20.2) / 0.1005 ≈ 20.2实验测定的醋酸离解常数为20.2,与理论值接近,说明实验结果可靠。
醋酸解离常数的测定(PH 法)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. 学习酸度计使用方法。
实验原理醋酸(CH 3COOH ,简写为HAc )是一元弱酸,在水溶液中存在如下解离平衡:HAc (aq )+H 2O (l )H 3O +(aq )+Ac -(aq ) 其解离常数的表达式为()()()()3a c H O c c Ac c K HAc c HAc c +θ-θθθ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=若弱酸HAc 的初始浓度为c 0 mol ·L -1,并且忽略水的解离,则平衡时:()c HAc =(c 0-x )mol ·L -1()3c H O + = ()c Ac - = x mol ·L -1()20a x K HAc c x θ=- 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()3pH lg c H O c θ+⎡⎤=-⎣⎦,求出c (H 3O +),即x ,代入上式,可求出一系列的()a K HAc θ,取其平均值,即为该温度下醋酸的解离常数。
仪器、药品及材料仪器:pHs-2C 型酸度计,容量瓶(50ml )3个(编号为1,2,3号),烧杯(50ml )4个(编为1,2,3,4号),移液管(25ml )1支,吸量管(5ml )1支,洗耳球1个。
药品:HAc (0.1 mol ·L -1,实验室标定浓度)标准溶液。
材料:碎滤纸。
实验步骤1.不同浓度醋酸溶液的配制(1)向干燥的4号烧杯中倒入已知浓度的HAc 溶液约50ml 。
(2)用移液管(或吸量管)自4号烧杯中分别吸取2.5ml 、5.0ml 、25ml 已知浓度的HAc 溶液,放入1、2、3号容量瓶中,加去离子水至刻度,摇匀。
2. 不同浓度醋酸溶液PH 的测定(1)将上述1、2、3号容量瓶中的HAc 溶液分别对号倒入干燥的1、2、3号烧杯中。
一、实验目的1. 了解醋酸电离常数测定的原理和方法。
2. 掌握使用pH计测定溶液pH值的方法。
3. 通过实验,测定醋酸的电离常数,加深对弱电解质电离平衡的理解。
二、实验原理醋酸(CH3COOH)是一种弱电解质,在水溶液中存在如下电离平衡:HAc(aq) ⇌ H+(aq) + Ac-(aq)其电离平衡常数(Ka)的表达式为:Ka = [H+][Ac-] / [HAc]在一定温度下,弱电解质的电离常数只与温度有关,与溶液的浓度无关。
通过测定一系列不同浓度的醋酸溶液的pH值,可以计算出对应的[H+]浓度,进而求出醋酸的电离常数。
三、实验器材1. pH计2. 醋酸溶液(0.1mol/L)3. 稀氢氧化钠溶液(0.1mol/L)4. 容量瓶(100mL)5. 移液管(10mL)6. 烧杯(250mL)7. 滴定管(25mL)8. 滴定台9. 指示剂(酚酞)10. 温度计四、实验步骤1. 配制醋酸溶液用移液管准确移取10.00mL 0.1mol/L醋酸溶液于100mL容量瓶中,加入蒸馏水定容至刻度线,得到0.01mol/L的醋酸溶液。
2. 测定醋酸溶液的pH值用移液管准确移取25.00mL 0.01mol/L醋酸溶液于烧杯中,用pH计测定其pH值,记录数据。
3. 滴定实验用滴定管准确加入25.00mL 0.1mol/L氢氧化钠溶液于烧杯中,加入2滴酚酞指示剂,用醋酸溶液进行滴定。
滴定过程中,不断搅拌溶液,观察颜色变化。
当溶液颜色由无色变为浅红色,且30秒内不褪色时,记录滴定数据。
4. 计算醋酸的电离常数根据滴定数据,计算醋酸的浓度,代入公式Ka = [H+][Ac-] / [HAc]计算醋酸的电离常数。
五、实验数据及处理实验数据如下:| 醋酸浓度(mol/L) | pH值 || :----------------: | :---: || 0.01 | 4.75 |根据滴定数据,计算醋酸的浓度为0.005mol/L。
实验一 醋酸解离度和解离常数的测定㈠实验目的1. 了解弱酸的解离度和解离常数的测定方法。
2. 学会刻度吸管、容量瓶、滴定管的洗涤和使用及滴定方法。
3. 了解pH 计的使用方法。
㈡实验原理醋酸(CH 3COOH 或简写为HAc )是弱电解质,在水溶液中存在下列质子解离平衡:HAc + H 2O H 3O + + Ac - K a =[HAc]]][Ac O H [3-+或简写为K a =[HAc]]][Ac H [-+溶液中[H 3O +] ≈ [Ac -],可通过测定溶液的pH 值,根据pH==-lg[H 3O +]计算出来。
[HAc] = C HAc -[H 3O +] ,而C HAc 可以用NaOH 标准溶液通过滴定测得。
这样,便可计算出该温度下的K a ,进而也可求得醋酸的解离度α。
)HAc (]O H [3c +=α×100%㈢实验器材1.仪器 pH 计、50ml 碱式滴定管一支、25ml 移液管一支、10ml 刻度吸管一支、50ml 容量瓶3个、50ml 烧杯4个、250ml 锥形瓶3个、洗耳球2.试剂 0.2 mol ·L -1HAc 溶液、0.20 mol ·L -1NaOH 标准溶液、酚酞指示剂 ㈣实验方法1.醋酸溶液浓度的测定 用移液管吸取25.00ml0.2 mol ·L -1HAc 溶液,置于250 ml 锥形瓶中,加酚酞指示剂2~3滴。
用NaOH 标准溶液滴定至溶液呈淡淡的粉红色,30秒内不褪色为止,即为终点。
记录所用NaOH 标准溶液的体积。
平行测定三次,求取平均值,计算c (HAc)(注意保留四位有效数字)。
把相关数据和实验结果填入下表:2.配制不同浓度的醋酸溶液 用刻度吸管或移液管分别量取2.50 ml 、5.00 ml 、25.00 ml 已知准确浓度的HAc 溶液于3个50 ml 容量瓶中,加蒸馏水至满刻度,摇匀,备用。
无机化学实验报告
【实验名称】实验八:醋酸解离常数的测定及稀释法配置准确浓度溶液的方法【班级】【日期】
【姓名】【学号】
一、实验目的
1. 了解醋酸解离常数的测定方法。
2. 掌握稀释法配置准确浓度溶液的方法。
3. 学会pH计的使用方法。
二、实验原理
1.稀释法配制准确浓度的溶液
稀释后溶液的浓度可由稀释定律c1V1 = c2V2求出。
式中c1为稀释前溶液的浓度;c2为稀释后溶液的浓度;V1、V2分别为所取被稀释溶液的体积和稀释后溶液的体积。
根据有效数字运算规则,若c1只有二位有效数字,则得到的c2最多只有二位有效数字。
同理,若c1是具有四位有效数字的准确浓度,若所取的体积V1或所配溶液的体积V2中有一个不准(即不具有四位有效数字),则所配溶液的浓度也不准确。
为得到四位有效数字的c2,则c1、V1及V2必须要有四位有效数字。
为此必须有一个准确浓度的标准溶液。
并且标准溶液的体积V1必须用移液管吸取,稀释溶液的体积必须用容量瓶来确定。
2.醋酸解离常数的测定
醋酸HAc是一元弱酸,在溶液中存在下列平衡
HAc === H+ + Ac-
其标准平衡常数称解离常数Kθa,为:
[c (H3O+)/cθ][c(Ac-)/ cθ]
Kθa HAc(aq) = —————————————(3-10)
[c(HAc)/ cθ]
用pH计测出不同浓度HAc溶液的pH,则:
c(H+) = c(Ac-)
c平(HAc) = c初(HAc) - c(H+) ≈c初(HAc)
代入上式则可计算出Kθa HAc。
由pH计测出的pH,计算出的c(H+)只有二位有效数字,计算出的Kθa HAc 最多也只有二位有效数字。
要得到有二位有效数字的Kθa,要求c初(HAc)至少也有二位有效数字。
三、仪器和药品
1.仪器
DELTA320酸度计;烧杯(100mL)3个;10mL吸量管(1支);100mL容量瓶(2个);10mL量筒;100mL量筒(或量杯)各1个;洗耳球(1个)。
2.药品
HAc(约0.2mol·L-1),准确浓度见试剂瓶;pH=4.00缓冲溶液;铬酸洗液。
四、实验内容
1.必做实验
(1)按正确方法洗涤移液管、容量瓶、量筒、烧杯。
(2)配制准确浓度的稀HAc溶液用移液管和容量瓶配制浓度为实验室已配制的HAc溶液浓度的1/10和1/20的两种(准确浓度)稀HAc溶液,填入表3-5。
表3-5 配制稀HAc溶液
编号被稀释溶液稀释后溶液
浓度c1/ mol·L-1体积V1/mL 浓度c2/ mol·L-1体积V2/mL 1
2
(3)测定HAc溶液的pH 根据DELTA320酸度计的使用方法,测定实验室配制的HAc溶液及稀释后编号为1、2的HAc溶液的pH,计算出c(H+)、解离度a 及Kθa HAc。
醋酸解离常数测定数据填入表3-6。
表3-6 醋酸解离常数测定数据
编号c(HAc)/ mol·L-1pH c(H+)/ mol·L-1Kθa (HAc) 解离度a 1
2
原液
`Kθa (HAc) ______
2、选做实验
测定粗配HAc溶液的pH:用10mL量筒量取实验室配制的HAc溶液,用100mL量筒量取去离子水体积,在烧杯中配制浓度为实验室已配制HAc溶液浓度的1/10和1/20两种稀HAc溶液。
用pH计测定其pH,并计算其Kθa (HAc)值。
与(3)得出的数值比较,做出结论。
五、结果与讨论
1、误差分析
经查询,在25℃环境条件下,醋酸的解离常数为1.75×10-5。
而本次实验测得的平均醋酸解离常数为1.8×10-5,与真实值间存在约3%的误差,属于可接受的范围内。
接下来探讨实验过程中误差出现的可能原因。
○1所用水的pH值不符合要求
理论上,配制溶液所采用的去离子水的pH值应接近中性,才能保证测定结果不会受其影响。
若pH>7时,由于OH-的增加,破坏了醋酸的解离平衡,使得醋酸进一步电离,影响溶液pH测量值的准确性。
○2浓度配制不精确
醋酸解离常数的计算中涉及到溶液浓度值,若配制溶液时不够精确,将会对最终结果产生影响。
在配制溶液的过程中,需要应用移液管和容量瓶,而这两种仪器都需要通过人眼观察确定最终液面位置,因此有很大几率存在误差。
对此,我们只能通过认真严谨的态度和细致谨慎的操作来尽可能减小这种误差。
○3酸度计使用时产生的误差
在用酸度计进行测定时,插入电极后,不摇匀溶液而直接进行测定,由于H+在电极附近交换不均匀,测得的pH值不准确,导致计算解离常数时的误差。
○4数据处理过程中产生的误差
在数据处理的过程中,需要严格按照有效数字的运算规则进行处理。
否则,将会对最终计算的结果造成影响。
2、关于解离常数Ka的分析
经查询得知,对于醋酸来讲,其不同温度下解离时的焓变如下表所示:
表1:不同温度下解离的焓变
温度(°C) 绝对温度(K) ∆H (kJ/mol)
5 278 +2.75
15 288 +1.15
25 298 -0.573
35 308 -1.80
45 318 -2.81
55 328 -3.77
由此可见,醋酸解离时的焓变随着温度的变化而变化。
不但不是一个常数,而且还改变了符号:随着温度的升高,由吸热变成了放热。
因此,其解离常数应该随着温度的升高先增大,达到最大值后再减小。
根据网上资料,可作出如下表格:
表2:醋酸解离常数与温度的关系
温度(°C) 0 5 10 15 20 25
1/T 0.003663 0.003597 0.003534 0.003472 0.003413 0.003356 Ka /10 -5 1.657 1.700 1.729 1.745 1.753 1.765
lnK 0.5050 0.5306 0.5475 0.5568 0.5613 0.5682
将表中数据经图形化处理,得到如下图像:
综上所述,醋酸解离时的焓变随着温度的变化而变化。
不但不是一个常数,而且还改变了符号:随着温度的升高,由吸热变成了放热。
因此,其解离常数应该随着温度的升高先增大,达到最大值后再减小。
[扩展资料]
醋酸解离常数随温度变化呈上述规律的可能原因:HAc 分子间存在氢键,升高温度,氢键断裂,HAc 成为单个的自由分子,这有利于解离。
因此,升高温度,Ka 增大。
另一方面,由于HAc 解离放热,升高温度不利其解离,Ka 减小。
因此,Ka 随温度的真实变化显然是氢键和电离热效应共同影响的结果。
温度低时,HAc 分子以氢键缔合,氢键对Ka 的影响占主导地位,升高温度Ka 增大;温度高时,热效应占主导地位,升高温度Ka 减小。
3、实验中的一些其他问题
○1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?
在测定过程中,由于先测定的溶液或多或少总是会带在测定电极上而被带到下一个测定的溶液中,则前一个测定的操作会对后一个产生影响。
如果浓度由大到小,浓溶液带入稀溶液的影响将远高于稀溶液带入浓溶液中的影响。
○2用pH 计测量溶液的pH 时,应用什么标准溶液校准?
用与待测液pH 值接近的标准溶液校准。
参 考 ⽂ 献
[1] 《北京建筑⼯程学院学报》,1999年02期,城建系⽑亚林,《测定酸碱解离常数中的误差分析》
[2]《九江师专学报》,1987年第2期,韦明新、郑雪鹤,《醋酸电离平衡的温度影响及其热⼒学分析》 由上表数据得到的
关系图。
可以观察得
出,醋酸解离常数与
温度并不符合直线
关系,说明焓变是随
温度变化的。