1、实验四 醋酸解离常数的测定 (一 ) pH 法 一 . 实验目的 1. 学习溶液的配制方法及有关仪器的使用 2. 学习醋酸解离常数的测定方法 3. 学习酸度计的使用方法 二 . 实验原理 醋酸 (CH3COOH,简写为 HAc)是一元弱酸 ,在水溶液中存在如下解离平衡 : HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac- (aq) 其解离常数的表达式为 c (H3O+)/c c(Ac-)/ c K a HAc(aq) = c(HAc)/ c 若弱酸 HAc 的初始浓度为 C0 molL-1,并且忽略水的解离 ,则平衡时 : c(HAc) = （ C0 x） molL-1 c (H
2、3O+) = c(Ac-)= x molL-1 x K a HAc = C0 x 在一定温度下，用 pH 计测定一系列已知浓度的弱酸溶液的 pH。 根据 PH = - c (H3O+)/c ，求出 c (H3O+)，即 x，代入上式，可求出一系列的 K a HAc，取其平均值，即为该温度下醋酸的解离常数。 实验所测的 4 个 p K a(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求 p K a(HAc)平均 和标准偏差 s： n K ai HAc i=1 K a HAc = n S = n K ai(HAc)- K a （ HAc） 2 i=1 n-1 三实验内溶（步骤） 1不同
3、浓度醋酸溶液的配制 4 号烧杯中倒入已知浓度HAc50ml 自中分别吸取2.5 ml;5.0 ml;25 ml已知浓度 HAc 溶液 放入 1、 2、3 号容量瓶中 加蒸馏水至刻度 ,摇匀 . 2.不同浓度醋酸溶液 pH 的测定 烧杯编号 V(HAc)/ml V（ H2O） /ml 1 2.50 47.50 2 5.00 45 3 25.00 25 4 50.00 0 四数据记录与处理 温度 18 pH 计编号 标准醋酸溶液浓度 0.1005 molL-1 编号 c(HAc)/molL-1 pH c(H3O+)/molL-1 K ai(HAc) _ K ai(HAc) 1 0.005 3.5
4、3.16 10-4 2.1 10-5 2 0.05 3.3 5.0 10-3 2.6 10-5 3 0.01 3.1 1.0 10-3 3.0 10-5 4 0.2 2.9 2.0 10-2 4.0 10-5 2.925 10-5 实验所测的 4 个 p K a(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求 p K a(HAc)平均 和标准偏差 s： n K ai HAc i=1 K a HAc = n S = n K ai(HAc)- K a （ HAc） 2 i=1 n-1 K ai(HAc) = 2.925 10-5 S = 0.81 10-5 五思考题 ; 1.实验所用烧
5、杯、移液管 (或吸量管 )各用哪种 HAc 溶液润冲 ?容量瓶是否要用 HAc 溶液润冲 ?为什么 ? 答：实验所用移液管 (或吸量管 )用标准醋酸溶液润洗；所用烧杯用不同浓度醋酸溶液润洗；容量瓶用蒸馏水润洗。 2.用 pH 计测量溶液的 pH 时 ,各用什么标准溶液定位 ? 答：用与待测液 pH 值接近的标准溶液定位 3.测定 HAc 溶液的 pH 时 ,为什么要按 HAc 浓度由小到大的顺序测定 ? 答：以减小测量误差。 4. 实验所测的 4 种醋酸溶液的解离度各为多少 ?由此可得出什么结论 ? 解离部分电解质浓度 答：醋酸解离度 a = 100% ；由此可得出醋酸中，醋 末解离前部分电解
6、质浓度 酸解离度随 HAc 浓度增大而减小。 （二）缓冲溶液法测定 一实验目的 1利用测缓冲溶液 pH 的方法测定弱酸的 pKa 。 2学习移液管、容量瓶的使用方法，并练习配制溶液 二实验原理 在 HAc 和 NaAc 组成的缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时， c(HAc) c0(HAc) ； c(Ac-) c0（ NaAc）。酸性缓冲溶液 pH 的计算公式为 c(HAc) pH = p K a HAc c(Ac-) c0(HAc) = p K a HAc - c0（ NaAc） 对于由相同浓度 HAc 和 NaAc 给成的缓冲溶液，则有 pH = p K a （ HAc） 本实验
7、中，量取两份相同体积、相同浓度的 HAc 溶液，在其中一份中滴加 NaOH溶液至恰好中和（以酚酞为指示剂），然后加入另一份 HAc 溶液，即得到等浓度的 HAc- NaAc 缓冲溶液，测其 pH 即可得到 p K a HAc 及 K a HAc 。 实验所测的 4 个 p K a(HAc)，由于实验误差可能不完全相同，可用下列方式处理，求 p K a(HAc)平均 和标准偏差 s： n pK a （ HAc） 实验 i=1 pK a（ HAc ） 平均 = n 误差 I = pK a （ HAc） 实验 - pK a（ HAc ） 平均 标准偏差 s； S = n 2i i=1 n-1 三数据
8、记录与处理 温度 18 标准醋酸溶液浓度 0.1 molL-1 1. 配制不同浓度的 HAc 和 NaAc 溶液 (在 容 量瓶中 ) 容 量瓶编号 V(HAc)/ml V（ H2O） /ml 1 2.50 47.50 2 5.00 45 3 25.00 25 4 50.00 0 2. 制备等浓度的 HAc 和 NaAc 混合液 实验编号 V(HAc)ml V（ NaOH） ml V(HAc)ml pH 混合液 HAc-NaAc pKa（ HAc ） 1 10 1.1 10 4.2 9.48 10-3 4.2 2 10 2.7 10 4.3 1.76 10-2 4.3 3 10 6.3 10
9、4.75 3.8 10-2 4.75 4 10 13.1 10 4.55 6.0 10-2 4.55 误差 I = pK a （ HAc） 实验 - pK a（ HAc ） 平均 4.2+4.3+4.75+4.55 pK a（ HAc ） 平均 = -=4.45 4 标准偏差 s； S = n 2i i=1 n-1 i=1=0.25 i=2=0.15 i=3=-0.3 i=4=-0.1 S = 0.25 四思考题 1. 更换被测溶液或洗涤电极时， 25 型酸度计的读数开关应处于放开还是按下状态？ 答：放开。 2由测定等浓度的 HAc 和 NaAc 缓冲溶液混合溶液的 pH，来确定 HAc 的
10、pK a 的基 本原理是什么？ 答：实际上酸度计所测得的 HAc-NaAc 缓冲溶液混合溶液的 pH，反映了混合溶液中的有效浓度，既 H+活度值。用酸度计测定等浓度 HAc 和 NaAc 缓冲溶液的 pH 值，既求得 HAc 的解离常数。在 HAc 和 NaAc 缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时， c(HAc) c0(HAc) ； c(Ac-) c0（ NaAc）； c(HAc) pH = p K a HAc c(Ac-) c0(HAc) = p K a HAc - c0（ NaAc） 对于由相同浓度 HAc 和 NaAc 给成的缓冲溶液，则有 pH = p K a （ HAc）
