实验5 pH 法测定醋酸解离常数

乙酸解离度和解离常数的测定

pH测定法

一、实验目的

1、 学习用pH计测定乙酸解离常数的原理和方法；

2、 加深对弱电解质解离平衡等基本概念的理解；

3、学会酸度计、吸量管和容量瓶的正确使用。

二、实验原理

乙酸（以HOAc表示）是弱电解质，在水溶液中存在以下解离平衡：

HOAc H+＋OAcˉ

起始浓度 c 0 0

平衡浓度 c（HOAc） c（H+） c（OAcˉ）

解离常数表达式为：

Kθ（HOAc）为乙酸解离常数。

严格地说，离子浓度应该用活度来代替，但乙酸的稀溶液中，离子浓度与活度近似相等。如果在上式中忽略由水解离所提供的H+量，则达到平衡时溶液中c(H+)=c(OAc—)（为了简便，式中cθ省略），代入（1）中

)2()H(cc)H(cHOAc(K2）

解离度α：测定已知浓度HAc溶液的pH值，便可算出它的解离度。

c)H(c

配制一系列已知浓度的乙酸溶液，在一定温度下，用酸度计测定其pH，根据pH=-lgc（H+）求算c（H+）。实际上，酸度计所测得的pH反映了溶液中H+的有效浓度，即H+的活度值，在本实验中忽略这种差别。将C(H+)代入（2）式中，即可求得一系列Kθ值，其平均值即为该温度下的解离常数。

三、仪器、药品及材料

仪器：pHS-3C型pH计，复合电极，烧杯（50mL，5个），吸量管（20mL，1只），容量瓶（50mL，5只）

药品：HOAc(0.1000mol·L-1)

材料：碎滤纸

四、实验内容及步骤

（1）配制不同浓度的乙酸溶液

用吸量管分别取5.00mL，10.00mL，15.00m，20.00，25.00mL 标准的0.1000 mol·L-1HOAc溶液，加入编成1～5号的5个50mL容量瓶中，再用去蒸馏水稀释至刻度，摇匀。算出此3瓶)1(c/)HOAc(cc/)OAc(c·c/)H(c)HOAc(KaHOAc溶液的浓度。

醋酸解离常数实验数据

醋酸（乙酸）是一种常见的有机化合物，化学式为CH3COOH。它是一种弱酸，可以发生部分解离产生H+离子和乙酸根离子（CH3COO-）。醋酸的解离常数（Ka）是描述醋酸在水中解离程度的指标，可以通过实验测定得到。

测定醋酸的解离常数可以采用酸碱滴定实验方法。具体的实验步骤如下：

1. 准备试剂：浓度已知的醋酸溶液、已知浓度的盐酸溶液、酚酞指示剂、蒸馏水。

2. 滴定前的准备：用移液器取一定容量的醋酸溶液，放入滴定瓶中；向滴定瓶中加入适量的酚酞指示剂。

3. 滴定过程：针筒中装入盐酸溶液，滴定至酚酞指示剂溶液变为粉红色。粉红色的出现表示醋酸已完全与盐酸反应，此时记录下所耗的盐酸溶液体积，记作V1。

4. 控制变量：实验过程中需要控制温度、压力和环境因素的影响，在正常实验室条件下进行。

5. 数据记录：根据实验结果记录滴定前后的指示剂颜色变化和滴定剂加入的盐酸体积。

通过上述实验步骤可以得到实验数据。根据数据分析，可以计算出醋酸的解离常数。

以实验数据为例，假设滴定剂盐酸溶液的浓度为C(mol/L)，滴定剂加入的体积为V1(mL)，醋酸溶液的体积为V2(mL)，则总醋酸的摩尔数为n(CV2/1000)。由于醋酸与盐酸反应的化学方程式为CH3COOH +

HCl → CH3COOH2+ + Cl-，根据化学计量关系，可以得到醋酸解离程度为α（α=n/n0，其中n0为初始醋酸的摩尔数）。 根据实验数据的处理，可以得到α的值，进而计算出醋酸的解离常数Ka（Ka=α^2C/V2）。实验数据的处理方法可以采用数学统计学的方法，例如使用逐差法、线性回归分析等。

在实验中，还可以通过改变醋酸溶液的浓度、温度等条件，测定不同条件下的解离常数，以了解醋酸解离与这些因素的关系。此外，也可以与已知解离常数的强酸进行对比，以验证实验结果的准确性。

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 + H2O H3O+ + Ac-

其解离平衡常数表达式为

+-3(HO)(Ac)(HAc)(HAc)accKc（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）， [H3O+]、[Ac-]、[HAc]分别为平衡浓度，α为解离度，aK为酸常数。在醋酸溶液中[H3O+]≈[Ac-]，[HAc] = c(1-α)，则

3[HO]100%c（3-33）

33[HO][Ac](HAc)[HO]aKc（3-34）

当α < 5%时，23[HO](HAc)aKc（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aK和α值，aK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。

1实验19 醋酸电离度和电离常数的pH法测定

一、实验目的

1. 测定弱酸的电离度和电离常数，以加深对电离平衡和缓冲作用的理解。

2. 学习使用酸度计。

3. 进一步熟练溶液的配制和酸碱滴定操作。

二、实验原理

醋酸是一种弱酸，在水溶液中存在下列电离平衡： HAc H+

+ Ac－

其平衡关系式为：

HAcAcH

K

HAc]][[−+

=

式中：[H+

]、[Ac－

]和[HAc]分别为H+

、Ac－

和HAc的平衡浓度 (mol·dm－3

)，K

HAc为醋酸的酸常数

（电离常数）。若HAc的起始浓度为c (mol·dm－3

)，则在纯的醋酸溶液中，

[H+

] = [Ac－

] = cα [HAc] = c－[H+

] = c (1－α)

][][]][[2

++−+

−==

HcH

HAcAcH

K

HAc

cH][+

=α

α为醋酸的电离度。

在一定温度下，用酸度计测定已知浓度的醋酸溶液的pH值，根据pH=－log[H+

]，换算成[H+

]，

代入上述关系式中，可求得该温度下醋酸的电离常数K

HAc值和电离度α。

若将纯醋酸体系改成已知浓度的HAc－NaAc缓冲溶液体系，测定其pH值，同样也可得到醋酸

的电离常数K

HAc。

HAc－NaAc缓冲溶液体系中：

)()(

][

−+

=

AccHACc

KH

HAc

)()(

][

HAccAcc

HK

HAc−

+

=

三、实验用品

仪器与材料：酸度计、容量瓶(50 mL)、吸量管(10 mL)、移液管（25 mL）、碱式滴定管、滴定管夹、

铁架台、锥形瓶(250 mL)、烧杯（50 mL）、洗瓶、洗耳球、卷纸。

酸碱溶液： 标准NaOH溶液（0.1000mol·L-1

）、醋酸溶液（约0.1mol·L-1

）、

其它溶液： NaCl（0.1mol·L－1

）、0.2 %酚酞乙醇溶液、标准缓冲溶液（pH=4.003）。

四、实验内容

1. 醋酸溶液浓度的测定

用移液管吸取25.00 mL的约0.1 mol·L－1

HAc溶液，置于250 mL锥形瓶中，加2～3滴酚酞指