1、.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 CH3COOH 即 HAC，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：)1(OH)q(Ac2)q(Ac)(3或简写为)( )a()q(其解离常数为(2.1)ccKeq)HA()HA(a如果 HAc 的起始溶度为 co，其解离度为 ，由于代入式（2.1）得：,)()(0cHceqeq(2.2)ccA)1()(a200某一弱电解质的解
2、离常数 Ka仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度 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 和 Ka，本实验采用的方法是用电导率测定 HAc 的 和 Ka。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） 为 (2.3)lkA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 1m2导体的电导；单位为 Sm-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 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 。它表示在相距 1cm 的两m平行电极间，放置含有 1 单位物
3、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 ，于是溶液的摩尔电导为)dol(c3(2.4)k10V3m的单位为 。m12olS.根据式(2.2)，弱电解质溶液的溶度 c越小，弱电解质的解离度 越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的 。从而可知，一%10定温度下，某浓度 c 的摩尔电导 与无限稀释时的摩尔电导 之比，即为该m,m弱电解 质的解离度： ,m(2.5)不同温度时，HAc 的 值中表 2.1 所示。,m表 2.1 不同温度下 HAc 无限稀释时的摩尔电导 ,m温度 T/K 273 291 298 303)ol S(12,m0.0245
4、 0.0349 0.0391 0.0428藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的 HAc 溶液的 k 值。根据式(2.4)及式(2.5)即可求得所对应的解离度 。若将式(2.5) 代入式(2.2)，可得：(2.6)(a,20 mmcK根据式(2.6)，可求得 HAc 的解离常数 K 。三、仪器和药品1、仪器常用仪器：烧杯（100cm 3,5 只） 锥形瓶（250cm 3,2 只） 铁架 移液管（25cm 3,3 支） 吸气橡皮球 滴定管（玻璃塞式；简易式） 滴定管夹白瓷板 洗瓶 玻璃棒 滤纸片 温度计（0100，公用）其它：pH 计（附玻璃电极、甘汞电极） 电导率仪（附铂黑电导电极）2、药品醋酸
5、)dm ol1.0(cHA3标准氢氧化钠 NaOH(0.1moldm-3,4 位有效数字)邻苯二甲酸氢钾 )dmol05.(COHK3246 酚酞（1% ）四、仪器使用方法(见 化学实验的精密仪器电导率仪)五、实验内容（一）醋酸溶液浓度的标定用移液管（有哪些应注意之处？参见基本操作五中的移液管的使用）量取2 份 25.00cm30.1moldm3HAc 溶液，分别注入 2 只锥形瓶中，各加 2 滴酚酞溶液。.分别用标准 NaOH 溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，计算滴定所用的标准 NaOH 溶液的体积，从而求得 HAc 溶液的准确浓度。重复上述实验，求出两次测定 HAc 溶液浓
6、度的平均值。（二）系列醋酸溶液的电导率的测定用 移 液 管 （ 有 哪 些 应 注 意 之 处 ？ 参 见 基 本 操 作 五 中 的 移 液 管 的 使 用 ） 量 取25.00cm3已 标 定 的 HAc 溶 液 置 于 烧 杯 中 ， 另 用 移 液 管 量 取 25.00cm3去 离 子 水 与 上述 HAc 溶 液 混 合 。 用 玻 璃 棒 搅 拌 均 匀 。 按 电 导 率 仪 中 的 操 作 步 骤 ， 使 用 铂 黑 电导 电 极 ， 将 高 低 周 开 关 拨 到 “低 周 ”， 测 定 所 配 制 的 HAc 溶 液 的 电 导 率 。随后，用移液管从已测定过电导率的溶液
7、中取出 25.00cm3，并弃去；再用另一支移液管加入 25.00cm3去离子水 1注 1，搅拌均匀，测定此稀释后 HAc 溶液的电导率。如此不断稀释，测定电导率共 46 次。记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率 k 数据。根据表 2.1 的数值，得到实验室温下 HAc 无限稀释时的摩尔电导 2注 2。再按式(2.4)计算不同超,m始浓度时的摩尔电导 。即可由式 (2.5)求得各浓度时 HAc 的解离度 。根据m 式(2.2)或式(2.6) 的计算，取平均值，可得 HAc 的解离常数 Ka。六、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定 表一实 验 编 号 滴定后 NaOH 液面的位置 3a2c
8、m)OHN(V滴定前 NaOH 液面的位置 1滴定中用去 NaOH 溶液的体积 3c)a(两次滴定用去 NaOH 体积的平均值 avmNOHV标准 NaOH 溶液的浓度 )dol()(c3注 1 为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于 1.210-3Sm-1。注 2 若室温不同于表 2.1 中所列温度，可用内插法近似求得所需的 值。例如，室温为 295K 时，,mHAc 无限稀释时的摩尔电导 为,m1212,n 1212 ol S037.ol S)x0349.( l 4. K)95(8ll ).1.( .滴定中取用 HAc 溶液的体积 3cm)HA(VHAc 溶液的浓
9、度 dol)c()(NaOVHcv（2）醋酸溶液的电导率、醋酸的解离度和解离常数的测定 表二实验编号HAc 溶液的起始浓度 )dmol()Ac30电导率 ) S(k1摩尔电导 )mol S(12离解度或)1(20c)mm, 2/ 40 8c 16/320实验时室温 T/K 无限稀释时的摩尔电导 )molS(12, K 七、预习要求1、了解两种不同方法测定 HAc 解离度和解离常数的原理。2、预习实验及计算中的有效数字。3、预习基本操作五中的容量瓶、滴定管的使用以及精密仪器四（电导率仪）。八、附录：测定醋酸解离度和解离常数的另外两个方法方法一： pH 法测定 HAc 的 和 Ka（一）原理在一定
10、温度下，用 pH 计（又称为酸度计）测定一系列已知溶液的 HAc 溶液的 pH 值，按 pH= 。根据 ，即可求得一系CHc)()(lg )cH(0eq列对应的 HAc 的解离度 和 值。这一系列 值应近似为一12012常数，取其平均值，即为该温度时 HAc 的解离常数 Ka。（二）方法1、醋酸溶液浓度的标定（同电导率法的标定）2、系列醋酸溶液的配制和 pH 值的测定将 上 述 已 标 定 的 HAc 溶 液 装 盛 到 玻 璃 塞 式 滴 定 管 中 ， 并 从 滴 定 管 中 分 别 放 出.48.00cm3、 24.00cm3、 12.00cm3、 6.00cm3、 3.00cm3该 H
11、Ac 溶 液 于 5 只 干 燥 的 烧 杯（ 为 什 么 需 要 干 燥 的 ？ ） 中 。 注 意 ： 接 近 所 要 求 的 放 出 体 积 时 ， 应 逐 滴 滴 放 ， 以确 保 准 确 度 和 避 免 过 量 。 藉 另 一 支 盛 有 去 离 子 水 的 滴 定 管 ， 往 后 面 4 只 烧 杯 中 分别 加 入 24.00cm3、 36.00cm3、 42.00cm3、 45.00cm3去 离 子 水 ， 使 各 烧 杯 中 的 溶 液总 体 积 均 为 48.00cm3， 混 合 均 匀 。按上述所配制的系列醋酸溶液由稀到浓的顺序，并按精密仪器四中的 pH计中的操作步骤分别
12、测定各 HAc 溶液的 pH 值。记录实验时的室温，算出不同起始浓度 HAc 溶液的 值及 值。取所得 的平均值，即为)1(c20)1(c20HAc 的解离常数 Ka实验值。3、数据记录和处理（1）醋酸溶液浓度的标定（同表一）（2）醋酸溶液的 pH 值、醋酸的解离度和解离常数的测定不同浓度 HAc 溶液的配制实验编号3cm)HA(V32c)O(HAc 溶液起如浓度 )dmol()HAc30pH )dm ol()Hc3a )1(c20 48.00 0.00 24.00 24.00 12.00 36.00 6.00 42.00 3.00 45.00实验室温 T/K= 醋酸的解离常数 Ka=方法二：
13、缓冲溶液法测定 HAc 的 和 Ka（一）原理根据缓冲溶液的计算公式(1)()(lgAcHcpKeqeq若 ，则上式简化为)Ac()H(ceqeq p由于(2)Klg因而如果将 HAc 溶液分为体积相等的两部分，其中一部分溶液用 NaOH 溶液滴定至终点（此时 HAc 即几乎完全转化为 Ac） ，再与另一部分溶液混合，并测定该混合溶液（即缓冲溶液）的 pH 值，即可得到 HAc 的解离常数。测定时无需知道 HAc 和 NaOH 溶液的浓度。.（二）方法1、等浓度的醋酸和醋酸钠缓冲溶液的配制用称液管量取 25.00cm3 0.1moldm-3HAc 溶液置于锥形瓶中，加入 2 滴酚酞溶液，用 0.1moldm-3NaOH 溶液滴定至终点。另用移液管量取25,00cm30.1moldm-3HAc 溶液与上述滴定后的溶液混合，摇荡锥形瓶，使之混合均匀。2、醋酸和醋酸钠缓冲溶液 pH 值的测定取适量上述相互混合的 HAc-NaAc 溶液置于烧杯中，按 pH 计的操作步骤测定其 pH 值。记录实验时室温，计算 HAc 的解离常数 Ka。重复进行一次，求得两次数据的平均值。3、数据记录和处理实验时室温 T/K HAc-NaAc 混合溶液的 pH 值 ； HAc-NaAc 混合溶液的 ； )dmol()Hc3HAc 的解离常数 K ； 平均值：
