西安石油大学：《无机化学 Inorganic Chemistry》课程教学资源（实验指导）醋酸电离度和电离常数的测定

实验二醋酸电离度和电离常数的测定 1.实验目的 (1)了解用p计法测定醋酸电离度和电离常数的原理和方法 (2)加深对若电解质电离平衡的理解 (3)学习pH计的使用方法 (4)练习滴定的基本操作 2.实验原理 醋酸(HAc)是弱电解质,在水溶液中存在以下平衡: HAc H++ 起始浓度/molL 平衡浓度/mo 代入平衡式得 c(H).C(Ac c(HAc) 在一定温度下,pH计测定一系列已知浓度的醋酸的pH值,按pH=-lgc(H)换算成 (H)。根据c()=ca即可求得醋酸的电离度a和Ka值。在一定温度下,Ka值近似为 常数,所取得的一系列Ka的平均值,即为该温度下HAc的电离常数。 3实验内容 3.1醋酸溶液浓度的标定 用移液管准确量取量份25.00mnL0. Imol. L HAc溶液,分别放入两只250mL锥形瓶 中,各加入2滴酚酞指示剂。分别用标准NaOH溶液滴定至溶液呈浅红色,经摇荡后半 分钟不消失,即为滴定终点。分别记录滴定前后滴定管中NaOH液面的读数。计算HAc 的准确浓度。 也可由实验室提供准确浓度的醋酸溶液,本实验醋酸浓度为0.2042moⅠ·L 3.2不同浓度的醋酸溶液的配制和pH值的测定 在四只干燥的100mL烧杯中,分别加入已标定的醋酸溶液50.00mL、25.00mL、5.0 m、2.50mL,在从另一盛有去离子水的滴定管中往后面三只烧杯中分别加入25.00mL、 45.00mL、47.50mL去离子水,并混合均匀,求出各份的准确浓度。 用p计分别测定上述各浓度的醋酸溶液的p值,记录各份溶液pH值及实验室温

实验二 醋酸电离度和电离常数的测定 1.实验目的 （1）了解用 pH 计法测定醋酸电离度和电离常数的原理和方法 （2）加深对若电解质电离平衡的理解 （3）学习 pH 计的使用方法 （4）练习滴定的基本操作 2. 实验原理 醋酸(HAc)是弱电解质，在水溶液中存在以下平衡： HAc H+ + Ac- 起始浓度/mol⋅L-1 c 0 0 平衡浓度/mol⋅L-1 c-α cα cα 代入平衡式得： 2 (H ) (Ac ) (HAc) 1 cc c Ka c α α + − ⋅ = = − ) 在一定温度下，pH 计测定一系列已知浓度的醋酸的 pH 值，按 pH=-lgc(H+ )换算成 c(H+ )。根据 c(H+ )= cα 即可求得醋酸的电离度 α 和 Ka 值。在一定温度下，Ka 值近似为 一常数，所取得的一系列 Ka 的平均值，即为该温度下 HAc 的电离常数。 3.实验内容 3.1 醋酸溶液浓度的标定 用移液管准确量取量份 25.00mL0.1mol·L-1 HAc 溶液，分别放入两只 250mL 锥形瓶 中，各加入 2 滴酚酞指示剂。分别用标准 NaOH 溶液滴定至溶液呈浅红色，经摇荡后半 分钟不消失，即为滴定终点。分别记录滴定前后滴定管中 NaOH 液面的读数。计算 HAc 的准确浓度。 也可由实验室提供准确浓度的醋酸溶液，本实验醋酸浓度为 0.2042 mol·L-1。 3.2 不同浓度的醋酸溶液的配制和 pH 值的测定 在四只干燥的 100mL 烧杯中，分别加入已标定的醋酸溶液 50.00mL、25.00 mL、5.00 mL、2.50 mL，在从另一盛有去离子水的滴定管中往后面三只烧杯中分别加入 25.00mL、 45.00mL、47.50mL 去离子水，并混合均匀，求出各份的准确浓度。 用 pH 计分别测定上述各浓度的醋酸溶液的 pH 值，记录各份溶液 pH 值及实验室温

度,计算各溶液的电离度以及醋酸的电离常数,并记入表1。 表1醋酸电离度及电离常数测定结果 电离常数Ka 溶液编号 c/mol-L-IpH 测定值 平均值 0.01021 3.360.0431.97×103 0.02042 3.230.02881.74×10 1.81×10 0.1021 0.01351.88×10° 0.2042 2.73 0.00911.67×10 3.3醋酸——醋酸钠缓冲溶液p值的测定 取25mL已标定的HAc溶液和已知浓度的NaAc溶液,注入烧杯中,混合均匀,用pH 计测定此缓冲溶液的pH值,计算此溶液的电离度。然后加入0.5mL0.1 molL HCI溶液, 搅拌后,用pH计测定其pH值,再加入1mL0.1 mol-L NaOH溶液,再用p计测定其pH 值。并将以上所得的实验值与计算值进行比较。 表2醋酸——醋酸钠缓冲溶液p值的测定 pH值 未加酸、碱 加入HC1后 再加入NaOH后 NaAc-HAc缓冲溶液 4.66 4.63 4.67 3.4未知弱酸电离常数的测定 取25皿L某弱酸的稀溶液,用NaOH溶液滴定到终点,然后再加入25ⅷ该弱酸溶液, 混合均匀,测定p值,计算该弱酸的电离常数 实验测得:pH=3.72 ∵c(HA=c(A)时,pH=pKa K=1.905×103 4.注意事项 (1)注意酸碱滴定管的正确使用,在接近刻度时一定要逐滴加入醋酸(或水),配成 准确浓度的醋酸溶液; (2)在进行不同浓度的醋酸溶液的配制时,一定要注意采用干燥的小烧杯(100mL), 以免使浓度发生变化,或液面过低,无法将玻璃电极完全浸没: (3)配制缓冲溶液时,采用移液管量取溶液

度，计算各溶液的电离度以及醋酸的电离常数，并记入表 1。 表 1 醋酸电离度及电离常数测定结果 电离常数 Ka 溶液编号 c/ mol·L-1 pH α 测定值 平均值 1 0.01021 3.36 0.043 1.97×10-5 2 0.02042 3.23 0.0288 1.74×10-5 3 0.1021 2.86 0.0135 1.88×10-5 4 0.2042 2.73 0.0091 1.67×10-5 1.81×10-5 3.3 醋酸——醋酸钠缓冲溶液 pH 值的测定 取 25mL 已标定的 HAc 溶液和已知浓度的 NaAc 溶液，注入烧杯中，混合均匀，用 pH 计测定此缓冲溶液的 pH 值，计算此溶液的电离度。然后加入 0.5mL0.1 mol⋅L-1 HCl 溶液， 搅拌后，用 pH 计测定其 pH 值，再加入 1mL0.1 mol⋅L -1NaOH 溶液，再用 pH 计测定其 pH 值。并将以上所得的实验值与计算值进行比较。 表 2 醋酸——醋酸钠缓冲溶液 pH 值的测定 pH 值 未加酸、碱 加入 HCl 后 再加入 NaOH 后 NaAc-HAc 缓冲溶液 4.66 4.63 4.67 3.4 未知弱酸电离常数的测定 取 25mL 某弱酸的稀溶液，用 NaOH 溶液滴定到终点，然后再加入 25mL 该弱酸溶液， 混合均匀，测定 pH 值，计算该弱酸的电离常数。 实验测得: pH=3.72 ∵c(HA)=c(A- )时，pH=pKθ a pK ∴ θ a =3.72 Kθ a =1.905×10-5 4. 注意事项 （1）注意酸碱滴定管的正确使用，在接近刻度时一定要逐滴加入醋酸（或水），配成 准确浓度的醋酸溶液； （2）在进行不同浓度的醋酸溶液的配制时，一定要注意采用干燥的小烧杯（100mL）， 以免使浓度发生变化，或液面过低，无法将玻璃电极完全浸没； （3）配制缓冲溶液时，采用移液管量取溶液；

5思考题 (1)不同浓度的HAc溶液的电离度是否相同?电离常数是否相同? (2)电离度越大,“酸度越大”,这句话是否正确? (3)若所用HAc溶液的浓度极稀,是否还能用Ka≈[H]/c求电离常数? (4)测定HAc的Kα值时,HAc溶液的浓度必须精确测定。而测定未知酸的Ka值时, 酸和碱的浓度都不必测定,只要正确掌握滴定终点即可,这是为什么?

5.思考题 （1）不同浓度的 HAc 溶液的电离度是否相同？电离常数是否相同？ （2）电离度越大，“酸度越大”，这句话是否正确？ （3）若所用 HAc 溶液的浓度极稀，是否还能用 Ka ≈ [H+ ] 2 / c 求电离常数？ （4）测定 HAc 的 Ka 值时，HAc 溶液的浓度必须精确测定。而测定未知酸的 Ka 值时， 酸和碱的浓度都不必测定，只要正确掌握滴定终点即可，这是为什么？