实验五醋酸解离度与解离常数测定

绿色化学是近年来顺应全球可持续发展战略的需要而提出的概念，并得到化学界的广泛关注。化学实验绿色化的内容一般是从控制实验条件、改进实验方法、实验仪器的微型化、妥善处理好实验废气物等方面进行考虑。本文依据此种思路设计了醋酸电离度和电离常数的测定，采用pH 值法，该方法不但可以达到常规实验相同的实验目的和效果，而且它还具有试剂用量少、实验时间短、污染少、实验操作安全等优点。该方法还体现了绿色化学的原则，把绿色化学贯穿在化学实验中。

一、目的要求

1) 了解测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法。 2) 学习酸度计的使用及测定方法。 3) 再次练习移液管、滴定管的基本操作。

二、预习要点

1) 预习酸度计的使用及测定方法。 2) 预习醋酸解离常数表达式。

三、实验原理

1. 单相离子平衡

醋酸HAc是一种弱酸，在水溶液中存在下述平衡：

HAc(aq) H+(aq) + Ac-(aq)

已解离的醋酸溶液的浓度ceq(H)α= 醋酸溶液的起始浓度cceq(H)ceq(Ac)(c)2c2 a eqcc1c(HAc)式中，—醋酸的解离度；L-1 ；c(H)—平衡时H+的物质a—醋酸的解离常数，mol·

eq的量浓度，mol·L-1；c(Ac)—平衡时Ac-的物质的量浓度，mol·L-1；c(HAc)—平衡时HAc的物质的量浓度，mol·L-1；c—HAc的起始浓度，mol·L-1。

测定醋酸的和a的方法主要是pH法。通过对已知浓度的醋酸溶液的pH值的测定，根据公式的计算，便可求得醋酸的解离常数。

eqeq

四、实验用品

1.仪器

PHS-3C型酸度计 复合电极 碱式滴定管(50mL 1支) 酸式滴定管(50mL 1支)或移液管(25mL 1支) 塑料烧杯(50mL 2个) 锥形瓶(250mL 3个) 容量瓶(50mL 4个) 烧杯(50mL 5个) 温度计 蝴蝶夹 铁架台 导线 白瓷板 吸耳球 滤纸 玻璃棒 废液杯 洗瓶

2.试剂

氢氧化钠NaOH标准溶液(0.1mol·L-1) 标准缓冲溶液(pH=6.86, pH=4.00) 醋酸HAc溶液(0.1mol·L-1) 酚酞指示剂(1%) 五、操作内容

1.醋酸溶液浓度的测定

用移液管吸取25.00mL 待测的HAc溶液，放入已洗净的250mL 锥形瓶中，并滴加2~3滴酚酞指示剂，用碱式滴定管中的标准NaOH溶液滴定至溶液刚呈微红色，摇匀，溶液若在半分钟内不褪色即为终点，记录所用NaOH溶液的体积。

另取2份25.00mL HAc溶液，重复滴定2次(要求每次滴定消耗NaOH溶液体积之差小于0.08mL)，将实验数据记录于表5-1中。

表 5-1 醋酸溶液的浓度实验数据记录表

序号 标准NaOH溶液浓度c(NaOH)/(mol·L-1) 所取待测HAc溶液 体积VHAc/mL 滴定前标准NaOH溶 液读数V0/mL 滴定后标准NaOH溶 液读数V1/mL VNaOH=(V1-V0)/mL HAc溶液浓度 c(HAc)/(mol·L-1) 平均浓度 1 2 3 c(HAc)/(mol·L-1)

2.配制不同浓度的醋酸溶液

用酸式滴定管分别移取2.50mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL HAc 溶液于4个50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，配制的4种浓度的醋酸溶液，实验数据记录于表5-2。

表5-2 配制醋酸溶液浓度记录表

序号 加入HAc的体积VHAc/mL 稀释后的总体积/mL 配制的醋酸溶液浓度 c(HAc)/mol.L-1 1 2 3 4

3.测定HAc溶液的Ka值

表5-3 pH法测定醋酸解离度和离解常数记录表

序号 室温/k c(HAc)/mol·L-1 pH C(H+)/mol·L-1 α(HAc) θ Kα(HAc) θ Kα(HAc)平均值

用5个干燥的50mL 烧杯(或用少量被测溶液洗涤内壁2~3次)，分别加入上述4种浓度及未经稀释的醋酸溶液各20mL(是否需要准确量取体积？为什么？)，依次序号为1，2，3，

1 2 3 4 5 4，5，由稀到浓依次用PHS-3C型酸度计测定其pH值，记录实验数据于表5-3中。

六、操作要点及注意事项

1. 测定前，用蒸馏水冲洗电极头，用吸水纸洗净水。 2. 震荡小烧杯，使电极头与被测液充分接触。

3. 测定溶液的pH时按由稀到浓的顺序进行。因为，电极对溶液由影响过程，同时也防止先测浓的对下一个样品带来误差。

4. pH 值小数点保留两位，醋酸浓度小数点后留两位（有效数字问题）。

七、思考题

1. 本实验是如何测定HAC的准确浓度的，其依据是什么？

2. 在测定一系列同种弱酸的pH值时，为什么应按浓度由稀到浓依次测定？