1、1实验 3 食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的测定教学目的与要求：1.学习食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法；2.学习酸度计的原理和方法；3.熟练掌握移取,称量,配制一定浓度标准溶液等操作；4.进一步熟练掌握滴定操作；5.学会如何合理的设计实验并培养学生的动手操作能力及创新意识。教学重点与难点：重点：1.食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法；2.培养学生的动手操作能力及创新意识。难点：1.酸度计的使用方法；2.滴定操作的终点控制。教学方法与手段：板书，学生操作，现场指导。学时分配：3 学时。教学内容：食用白醋是人们日常生活常用的调味品之一,白醋的质量安全与人们的日常
2、生活息息相关。总酸度是测定食醋品质的主要指标,食用醋中的总酸度可以通过多种实验方法测定，如电位滴定法、酸碱滴定法、微型滴定法、连续分析技术定量测定等。综合各方面的因素，通常采用酸碱滴定法测定醋的总酸度，此方法可行性强，易操作，误差小，实验过程安全。食用醋的主要成分是醋酸（HAc） ，此外还含有少量的其他弱酸，如乳酸等。醋的总酸度指所有的酸性成分的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度。采用酸碱滴定法，以邻苯二甲酸氢钾为基准物质，此物质易得，在空气中不吸水，容易保存，是一种较好的基准物质，反应产物为二元弱碱，水溶液呈碱性，以酚酞作为指示剂，30S 不褪色，为终点。再以标定的碱滴定醋，反应式如下
3、：NaOH+HAc=NaAc+H 2O ，产物为弱碱，以酚酞作指示剂，30S 不褪色，即为终点。由消耗的碱量计算总酸度，用 g/100mL 表示。问题 1：实验中需要的教学用品？1、仪器：电子称、酸度计、容量瓶、移液管、滴定管等。2、试剂：邻苯二甲酸氢钾（KHP） 、食用白醋、氢氧化钠、酚酞。问题 2：如何测定食醋总酸含量？醋酸为一弱酸，其离解常数 Ka=1.7610-5，利用滴定分析法 (容量分析） ，用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液，反应如下：2即待测溶液中酸的总量跟所消耗的 NaOH 的物质的量相等m(CH3COOH)/M(CH3COOH)=c(NaOH) v(NaOH) 然
4、后换算成 100mL 食醋中含醋酸的质量问题 3：如何选择指示剂？（1）用量：23 滴。因指示剂本身也是弱酸弱碱，若用量过多，会使中和滴定中需要的酸或碱的量会增多或减少。（2）常用指示剂：酚酞、甲基橙（一般不用石蕊）（3）选择原则：指示剂恰好变色时溶液的 pH 值与恰好完全反应后，所得溶液的 pH 值要尽可能接近。强酸+强碱 酚酞或甲基橙强碱+弱酸 酚酞强酸+弱碱 甲基橙问题 4：滴定终点颜色如何变化？滴定种类 选用的指示剂 达滴定终点颜色变化 备注甲基橙 黄色橙色强酸滴定强碱酚酞 红色无色强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色橙色甲基橙 红色橙色强碱滴定强酸酚酞 无色粉红色强碱滴定弱酸 酚酞 无色粉红色
5、溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。酚酞 8.210.0甲基橙 3.14.4中和滴定曲线OHCNaOHCNa233 3滴定突跃：7.749.70指示剂选择：酚酞能力拓展：当用盐酸滴定氨水时，应选择什么作为指示剂？4刚好到滴定终点时酚酞显示的颜色 多滴了一滴 NaOH 时酚酞显示的颜色问题 5：如何测定白醋的电离度和电离常数？醋酸是弱电解质，在水溶液中存在着下列电离平衡：HAc = H+ Ac 其电离常数表达式为：Ki = H+ Ac / HAc (1) 设 HAc 的起始浓度为 c，如果忽略水电离所提供 H+离子的量，则达到平衡时溶液中H + Ac ，式(1) 可改写为：Ki = H+2 /
6、（ c H+ ） (2)如果我们配制一系列的已知浓度的醋酸溶液，并用酸度计测定其 pH 值，再换算成H+（实际上酸度计所测的 pH 值是反映了溶液中 H+离子的有效浓度，即 H+离子的活度值） 。利用(2) 式，可求得一系列 Ki 值，取其平均值，即为该测定温度下醋酸的电离常数。电离度 定义为： = H+ / c (3)能力拓展：弱酸的酸度、电离度和电离常数之间有什么关系？四、操作步骤1、KHP（0.1000M ）的配制：称取 2.0422g 的 KHP，在小烧杯中加水溶解，转入 100mL 容量瓶中，加水至标线，摇匀，备用。2、NaOH （0.1M）溶液的配制：称取 1.2g 氢氧化钠于在烧
7、杯中，加 300mL 水溶解。3、NaOH 溶液的标定移取 25.00mLKHP 标准溶液于的 250mL 锥形瓶中，各加入 20mL 水，滴加 12滴 0.2%酚酞指示剂。用待标定的 NaOH 溶液分别滴定至无色变为微红色，并保持半分5钟内不褪色即为终点。记录滴定前后滴定管中 NaOH 溶液的体积。4、食用醋的稀释：用 10.00 mL 移液管吸取食用醋试液一份置于 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。5、食用醋总酸度的测定用移液管吸取 25.00mL 稀释后的试液置于 250mL 锥形瓶中，加入 0.2%酚酞指示剂 12 滴，用 NaOH 标准溶液滴定，直到加入半滴 NaOH 标
8、准溶液使溶液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。重复操作，测定结果的相对平均偏差应小于 0.2 mL。根据测定结果计算试样中酸的总含量，以 gL-1 表示。6、配制不同浓度的白醋溶液用移液管分别取 25 mL、10 mL 和 5mL 已标定过的白醋溶液，放入三个洗净的100cm3 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。7、测定不同浓度白醋溶液的 pH 值将上面得到的四种精确浓度的白醋溶液，由稀到浓倒入烧杯中，分别用 pH 计测定它们的 pH 值，记录室温。五、交流与讨论1、在滴定时为什么要将市售食醋稀释 10 倍；如何精确的将市售食醋稀释十倍？为了使量取食醋的体积与氢氧化钠溶液的消耗量相当
9、，提高实验的精确度，同时也有助于减少食醋的颜色对滴定终点的颜色的干扰。用移液管取 10mL 稀释到 100mL 容量瓶中。2、为什么要预先用少量待装溶液润洗滴定管 3 次？锥形瓶是否用稀食醋溶液润洗？为了避免装入后的溶液被稀释。3、如果要测定食醋的总酸含量，但无酸式滴定管，可用什么玻璃仪器来代替？该仪器是否要用待装溶液润洗 3 次？移液管，要润洗 3 次，避免吸入的溶液被稀释。4、如果滴定的终点没有控制好，即氢氧化钠滴加过量，溶液显红色，你有没有补救的办法？可用酸式滴定管往锥形瓶里加醋酸，至溶液显粉红色，重新记录醋酸溶液的终读数,最后进行计算和数字处理时,全部考虑在内进行计算。5、本实验产生的
10、偏差的原因有哪些?你认为采取什么措施可以减少偏差?（1）从氢氧化钠溶液方面来说:a.氢氧化钠溶液存放时间过长,产生少量碳酸钠，应现用现配制。b.配制氢氧化钠溶液时蒸馏水未煮沸,含有 CO2；应煮沸并迅速冷却。c.氢氧化钠溶液配制完成后未标定其准确浓度;应进行标定。6d.氢氧化钠溶液配制过程中操作不当,造成浓度不准确;应规范配制。e.滴定过程中仰视、俯视读数；应使视线、凹液面最低处、刻度线相切。（2）从食醋方面来说:移取食醋溶液体积不准确；应正确使用酸式滴定管或移液管量取其体积（3）从滴定终点判定不准确:加入最后一滴 NaOH 溶液，溶液由无色变为粉红色，且半分钟之内不再褪去，方可为滴定终点，不
11、能过早或过晚估计六、注意事项1、酸和碱不同的溶液应分为两台仪器测量。2、电极在测量前要彻底冲洗干净，以免留有残液.3、小心轻放，玻璃球易碎。4、转动各旋钮时，不要用力太大。5、测量完毕，洗净电极头部，罩好仪器。6、食醋的选择：白醋:效果较好；香醋:稀释 10 倍；陈醋: 颜色很深7、消除 CO2对实验的影响配制 NaOH 溶液和稀释食醋的蒸馏水在实验前应加热煮沸 23 分钟，以尽可能除去溶解的 CO2，并快速冷却至室温。七、几个关健实验操作1、移液管尖嘴残留液体的处理2、滴定前后碱式滴定管中不能有气泡3、滴定管使用前要用待盛放的溶液润洗锥形瓶不能用待测液润洗4、滴定终点的判断5、读数时是否平视
12、八、课外思考题1、若所用的醋酸的浓度极稀，醋酸的电离度大于 5%时，是否还可以用简化公式计算其电离平衡常数？2、实验中，醋酸的浓度、醋酸根的浓度是怎样测定的？3、同温下，不同浓度的醋酸溶液的电离度是否相同？电离平衡常数是否相同？4、浓度不变，温度变化时，醋酸的电离度和电离平衡常数有何变化？5、既然电离平衡常数与浓度无关，为何还要测准醋酸的浓度？6、本实验的关键步骤是什么？7、已标定的 NaOH 标准溶液在保存时吸收了空气中的 CO2，以它测定溶液 HCl 的浓度，若用酚酞为指示剂，对测定结果产生何种影响？九、课外学习网站：71、http:/ KHP。分子量为 204.22。在空气中稳定,能溶于
13、水，微溶于醇。微溶于乙醇。溶液呈酸性。25 0.05mol/L 水溶液的 pH 为 4.005。滴定分析中的基准物质，用于标定碱性物质，配制缓冲溶液。与氢氧化钠反应生成邻苯二甲酸钾钠。2、食用白醋的酸度为什么要用总酸度表示？食用醋的主要成分是醋酸（HAc） ，此外还含有少量的其他弱酸，如乳酸等。醋的总酸度指所有的酸性成分的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度。食醋的总酸含量是指每 100mL 食醋中含酸（以醋酸计）的质量，也称食醋的酸度。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于 3.5g/100mL.能力拓展：锥形瓶要不要用稀食醋溶液润洗？能力拓展：如何配制并标定 NaOH 溶液的浓度？问题
14、1：NaOH 标准溶液在配制时会变质吗？NaOH+CO2 = NaCO3 +H2O问题 2：可采用哪些措施防止溶液变质？用来配置溶液的蒸馏水加热煮沸除去二氧化碳，并迅速冷却。问题 3：如果配制 NaOH 溶液变质了怎么办？配制 NaOH 饱和溶液，放置一段时间后，吸取上 层清液，稀释到约 0.1mol/L，即可得 NaOH 标准溶液。问题 4：要精确得知氢氧化钠溶液的浓度可采取什么措施？标定碱液的基准物质很多，如草酸（H 2C2O4H2O，M=126.07） 、苯甲酸(C6H5COOH，M=122.12) 、邻苯二甲酸氢钾(HOOCC 6H4COOK，M=204.44）等.用邻苯二甲酸氢钾作为基准物质，以酚酞作为指示剂，标定上述 NaOH 标准溶液。其8中最常用的是邻苯二甲酸氢钾：滴定终点时由于弱酸盐的水解，溶液呈碱性，采用酚酞为指示剂。
