1、哈尔滨学院本科毕业论文（设计）题目甘油络合硼酸解离常数的测定院（系）理学院专业化学年级2007级姓名学号07052212指导教师职称副教授2011年6月12日声明本人郑重声明所呈交的论文是我个人在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果，不存在任何剽窃、抄袭他人学术成果的现象。我同意本论文作为学校的信息资料使用。论文作者签名2011年6月13日毕业论文（设计）评语及成绩论文类型实验型评语对论文的目的、意义理解明确，在收集所需资料的基础上，合理设计安排实验。在实验过程中态度认真，为准确测定出甘油硼酸的解离常数，反复摸索实验条件。分别采用三种不同的方法，测定了甘油硼酸的解离常数。论文结构清晰
2、、合理，语句通顺，较好地完成了本科论文。同意提交答辩。指导教师（签字）年月日评语及评分本论文测定了甘油强化硼酸生成络合酸的解离常数，提出用最低PH值法和最大耗碱量法确定络合酸的初始浓度，在此基础上分别用PH值法，滴定法和分光光度法测定了络合酸的解离常数KA。该同学的论文观点正确，能较好的运用所学理论与专业知识和技能，较客观地分析问题。拥有的材料充实、数据可靠、方法科学，中心内容明确，结构严谨，层次较分明，逻辑性较强，行文流畅。答辩中思维较清晰，能正确地回答问题。论文具有一定的实用价值。成绩良答辩委员会主席（签字）年月日院（系）学位评定委员会意见签字年月日学校学位评定委员会意见签字年月日哈尔滨学
3、院本科毕业论文（设计）I目录摘要1ABSTRACT2前言3第一章绪论511硼酸的概述5111硼酸的电离5112硼酸酸性的强化512课题研究的目的和意义613课题研究的主要内容和方法6第二章实验部分821仪器与试剂8211仪器8212试剂822实验过程9221标准溶液的配制9222酸度计的校准9223硼酸的强化9224络合酸浓度的确定10225络合酸解离常数的测定11第三章结果与分析1431NAOH溶液的配制与标定1432硼酸的强化1433络合酸浓度的确定14331最低PH值法14322最大耗碱量法1834络合酸酸度常数的测定19331PH值法19332滴定法19结论22参考文献23致谢24哈尔
4、滨学院本科毕业论文（设计）1摘要硼酸属弱酸，解离常数KA581010，由于硼酸为极弱的酸，不能直接进行滴定，故通常加入甘露醇、甘油等邻多羟基化合物，使其酸性大大增强，从而有可能准确进行滴定。硼酸经甘油强化后生成络合酸甘油硼酸，该络合酸的解离常数在相关手册中尚未查到，虽有文献提及该络合酸的解离常数值，但未涉及具体的测定方法，只是指出大约等于106。本论文测定了甘油强化硼酸生成络合酸的解离常数，提出用最低PH值法和最大耗碱量法确定络合酸的初始浓度，在此基础上分别用PH值法，滴定法和分光光度法测定了络合酸的解离常数KA，测定结果分别为KA463106，KA465106和KA461106，并对所得结果
5、之间的差异进行了分析。关键词硼酸甘油络合酸解离常数哈尔滨学院本科毕业论文（设计）2ABSTRACTWEAREOBTAINEDFROMOFBORICACID,CONSTANTKA58X1010BORICACIDISVERYWEAK,BECAUSETHEACID,CANTDIRECTLY,SOUSUALLYJOINTITRATIONMANNITOL,GLYCEROLANDOTHERADJACENTPOLYOL,MAKEITSACIDINCREASESGREATLY,WHICHMAYACCURATEFORTITRATIONTHESTRENGTHENEDGLYCERINBORICACIDGENERAT
6、IONCOMPLEXATIONACIDGLYCERINBORICACID,THISCOMPLEXACIDSOLUTIONINTHERELEVANTMANUALSFROMCONSTANTHASBEENCHECKED,ALTHOUGHHAVEMENTIONEDTHELITERATUREOFTHESOLUTIONOFTHECOMPLEXACIDFROMCONSTANTVALUE,BUTDIDNOTINVOLVESPECIFICANALYSISMETHODS,JUSTABOUTEQUALTO106POINTSOUTTHISPAPERMEASUREDTHEGLYCERINSTRENGTHENBORICA
7、CIDFORMATIONAREOBTAINEDFROMCONSTANTCOMPLEXATIONACID,ANDPUTSFORWARDTHELOWESTPHVALUEMETHODANDTHELARGESTCONSUMPTIONALKALIAMOUNTMETHODISUSEDTODETERMINETHEINITIALCONCENTRATION,COMPLEXACIDINTHEBASISWITHPHVALUEMETHODRESPECTIVELY,TITRATIONANDSPECTROPHOTOMETRICMETHODFORDETERMINATIONOFTHESOLUTIONOFTHECOMPLEXA
8、CIDFROMCONSTANTKA,THEDETERMINATIONRESULTSWEREKA463X106,KA465X106ANDKA461X106,ANDTHEDIFFERENCEBETWEENTHERESULTSAREANALYZEDKEYWORDSBORICACIDGLYCEROLCOMPLEXOMETRICACIDACIDDISSOCIATIONCONSTAN哈尔滨学院本科毕业论文（设计）3前言硼酸实际上是氧化硼的水合物（B2O33H2O），为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，有滑腻手感，无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。硼酸在水中的溶解度随温度升高
9、而增大，并能随水蒸汽挥发；在无机酸中的溶解度要比在水的溶解度小。加热至70100时逐渐脱水生成偏硼酸，150160时生成焦硼酸，300时生成硼酸酐（B2O3）。由于硼酸的PKA9241是极弱酸的典型代表，同时硼酸又是重要的工业，医药，食品防腐，消毒等原料，而且在实际应用中都要对它进行分析测定。硼酸是一元弱酸2，在生活中要强化其酸性再进行生产实践。可以选用甘油作为强化试剂，强化硼酸。甘油是一种无色或微黄色透明粘稠液体，无毒、无臭、无腐蚀性，具有较强的吸湿性，可与无机酸和有机酸反应生成多种酯类，在一定条件下可形成聚合甘油，是一种多羟基化合物。硼酸的酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加
10、合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电子性质，加入多羟基化合物（如甘油等）生成稳定配合物，以强化其酸性。对于CKA108的极弱酸的测定3，已有非水滴定法，线性滴定法，弱酸强化法等等但是非水滴定法中的所用的非水溶剂常有强烈的刺激性不利于实践者操作，线性4滴定法虽能较好的求得滴定终点，但电位滴定过程中要延时，定量加入滴定剂，再有其计算过程要用线性回归分析，十分复杂，本文采用弱酸强化法，即加入强化试剂，使弱酸的表观离解常数增至可用氢氧化钠标准溶液滴定。本文利用甘油这种强化试剂强化硼酸形成甘油硼酸，硼酸与甘油反应在有机合成上有一定的用途，如硼酸保护羟基法合成甘油单月桂酸脂5,6,甘油单月桂酸
11、脂是一种应用广泛的表面活性剂。单脂含量在90以上的甘油月桂酸脂在食品、化妆品防腐、乳化方面有十分优异的性能。利用硼酸和甘油反应生成硼酸的双甘油脂，对甘油的两个羟基实行保护后，再与月桂酸进行酯化，水解制得高浓度的甘油单月桂酸酯。鉴于甘油与硼酸的实际应用，而甘油和硼酸反应解离常数并未见报道。解离常数又叫解离平衡常数，可用一定温度下，弱电解质电离平衡时，已解离的离子浓度的乘积与未解离分子浓度的比值来表示。它是分析化学中最基本的概念之一，是理解化学现象的一个重要参数，一般与温度有关。某种化学物质在水中的解离常数对于评价其对环境和人体健康的影响是很重要的，离解程度的大小能够影响该化学品在土壤及沉积物上的
12、吸附。因此准确测定物质的解离常数对了解物质的性质和其对环境的影响具有重要意义。弱酸解离常数的测定是化学学科基础研究内容之哈尔滨学院本科毕业论文（设计）4一。对弱酸解离常数的测定主要有电位分析法，电导法和光度法7,8等。电位分析法包括PH值法和滴定法。确定硼酸经强化后所得络合酸的浓度，是进行络合酸解离常数测定的基础和前提条件。本文中利用最低PH值法和最大耗碱量法确定甘油强化硼酸生成络合酸的浓度，并利用PH值法，最大耗碱量法和分光光度法分别测定了络合酸解离常数KA。比较这三种方法得出的解离常数，进而做出结果与讨论。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）5第一章绪论11硼酸的概述111硼酸的电离硼酸是一元酸
13、，有些大学教科书及手册提到硼酸为三元酸，并给出了它的三级电离常数。1930年FLHAHN等人的论文介绍，测得硼酸的PKA1为924，PKA2为1274，PKA3为134。NINGRI等人在20世纪60年代对这一问题做了深入研究，以氢电极为指示电极，用电位法研究了硼酸的平衡，未证实水溶液中有硼酸根离子存在，溶液中没有HBO32或BO33等高价阴离子存在。他们又用PBHG齐电极测定溶液中的OH浓度，用强碱滴定H2BO3，同样证明OH浓度达到05M时，水溶液中没有HBO32或BO33存在。他们的精确试验结果，与前面两篇提到的H3BO3有三级离解平衡的结论是矛盾的，假如硼酸的PKA1为924，PKA2
14、为123，PKA3为134，则当溶液中的OH浓度达到05MPH达137时，通过计算求得溶液中H2BO30013，HBO320331，BO330656，即溶液中应有大量BO33及HBO32存在，而这与实验结果完全不符。用实验方法未能证明硼酸有二级和三级离解平衡，只能认为硼酸是一元酸。有些大学教科书及手册中用KA1表示硼酸的离解常数，这是不妥当的,它使人产生硼酸在水溶液中有三级离解的错误概念，建议改用KA表示。112硼酸酸性的强化H3BO3是缺电子化合物，是一个路易斯酸，H3BO3与甘油或甘露醇或其他多元醇反应时，能生成稳定的配合物，从而使H3BO3溶液的酸性增强。其反应有两种，第一种是9所生成的
15、甘油硼酸配合物KA708106，第二种10认为反应机理是哈尔滨学院本科毕业论文（设计）6这两种解释方法的相同点，硼酸与多元醇通过酯化反应生成稳定的配合物，使得溶液酸性增强。但是它们的反应机理却不尽相同，到底哪一种反应机理比较合适呢仔细分析看来，这两种机理均有失妥当。从结构式的角度把甘油看作是水的烷基衍生物，由于烷基的给电子效应，甘油中氧原子上电子密度比水中的高，所以认为，硼酸与甘油之间发生了配位（加合）反应，不是酯化反应，这与硼酸和水的加合相同，而且甘油比水更容易与硼酸形成配位键。在BOH3中11，硼是以三个SP2杂化轨道与氧形成三个共价键，仅余一个空P轨道，只能与一个氧加合，不会与两个或三个
16、氧加合。因此，硼酸只能接受甘油分子的一个羟基，反应物比例是1比1。12课题研究的目的和意义硼酸属弱酸,解离常数KA581010，经多元醇强化后生成络合酸。本文研究甘油络合硼酸形成甘油硼酸，该络合酸的解离常数在相关手册中尚未查到，虽有文献提及该络合酸的解离常数值，但只是指出该值约为106。本文应用三种方法对甘油硼酸的解离常数进行测定，比较这些方法得出的解离常数值，进而做出结果与讨论。13课题研究的主要内容和方法硼酸是一元弱酸，在生活中要强化其酸性再进行生产实践。其酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电哈尔滨学院本科毕业论文（设计）7子性
17、质，加入多羟基化合物（如甘油醇和甘油等）生成稳定配合物，以强化其酸性。对于CKA10812的极弱酸的测定，已有非水滴定法，线性滴定法，弱酸强化法等等。本文首先配制需要用的标准液，再进行硼酸的强化，进而确定甘油硼酸的浓度（运用最低PH值法和最大耗碱量法），最后试用PH值法，滴定法和紫外分光光度法测得甘油硼酸的解离常数，比较这三种方法得出的解离常数，进而做出结果与讨论。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）8第二章实验部分21仪器与试剂211仪器实验所用的仪器如下表所示。表21实验所用仪器仪器名称生产厂商DHG9075A型电热恒温鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司SARTORIUS普及型PH计PB10北京
18、赛多利斯仪器系统有限公司DB3电热板常州国华电器有限公司AS2060B超声清洗仪江苏金坛医疗仪器厂JA2003电子天平上海精密科学仪器有限公司UV2550日本岛津212试剂实验所用的仪器如下表所示。表22实验所用试剂药品名称分子式级别生产厂家丙三醇C3H8O3分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司硼酸H3BO3分析纯哈尔滨市化工试剂厂酚酞分析纯中国医药公司北京采购供应站氢氧化钠NAOH分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司哈尔滨学院本科毕业论文（设计）922实验过程221标准溶液的配制（1）H3BO3溶液的配制准确称取经提纯、真空干燥后的
19、硼酸1306183G，定容于100ML容量瓶中，配制成01000MOLL1的溶液，将其逐步稀释为00900MOLL1，00800MOLL1，00700MOLL1，00600MOLL1，00500MOLL1。（2）NAOH标准溶液的配制与标定称取40GNAOH（分析纯）溶解于1000ML容量瓶中定容，然后贮存在试剂瓶中。准确称取在恒温干燥箱烘中干燥（1052小时）后的KHP0405G于250ML锥形瓶中加2030ML水，温热溶解，冷却后滴加12滴酚酞，用010MOL/LNAOH溶液滴定至溶液呈微红色14，半分钟不退色即为终点。根据所使用基准物的质量，计算NAOH标准溶液浓度公式如下NAOHKHP
20、NAOHVMMC（21）式中C为NAOH溶液的浓度MOL/L；M为KHP的相对摩尔质量G/MOL；M为KHP的质量G；V为NAOH溶液的体积（L）。222酸度计的校准配制混合磷酸盐（PH6864）、邻苯二甲酸氢钾（PH4003）、硼酸（PH9182）三种缓冲溶液，利用这三种缓冲溶液校准酸度计。223硼酸的强化硼酸是一种弱酸，解离常数KA581010。用甘油强化硼酸，使得硼酸强化。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）10CH2OHCHOHCH2OH2H3BO3CH2OHCH2OHCH2OCH2OCHOCHOB在酸或碱的KA或KB的测定中，酸碱溶液的初始浓度可由高纯试剂配制得到，或用标定的方法对其浓度进
21、行准确的测定。因涉及反应条件、体积改变及反应完全程度等问题，直接由硼酸浓度来确定络合酸浓度有一定困难，而络合酸浓度确定是电位法、滴定法测络合酸解离常数值的前提和基础15。一定物质的量的硼酸，定量转变为络合酸，需足够过量的甘油是至关重要的，甘油的理论用量可按式22计算。383333832OHCBOHOHCMVCM（22）式中V为硼酸溶液的体积（L）；M为甘油的摩尔质量（G/MOL）；C为硼酸溶液的浓度（MOLL1）M为甘油的理论用量（G）。224络合酸浓度的确定1最低PH值法一定量已知浓度的硼酸溶液中，加入甘油生成一定量的络合酸，溶液PH值降低,其降低程度与加入甘油量有关，随着甘油的加入，溶液P
22、H值逐渐降低。继续加入甘油，当溶液PH值降为最低时，即溶液的PH值不再随甘油的加入而降低，此时可认为硼酸定量地转变为相应的络合酸，忽略加入甘油可能引起溶液体积变化的前提下，硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。取2500ML的01000MOLL1硼酸溶液分别置于比色管中，第1支比色管中加入式21计算得到甘油的理论用量，其余各比色管中逐步增加甘油量，充分振荡溶解，测定溶液PH值，观察比色管中溶液体积。各比色管不因加入甘油量上的差异而引起体积的变化。由于NH3BO3NC12H25O12B，则CH3BO3VCC12H25O12BV，其中V为硼酸溶液的体积，V为PH值最低点时溶液的体积。因为VV，所以CH3
23、BO3CC12H25O12B，只要准确配制硼酸的浓度就可得到生成络合酸的浓度。按照以上方法分别计算00900MOLL1，00800MOLL1，00700MOLL1，00600MOLL1，00500MOLL1硼酸溶液所需甘油的理论用量并确定络合酸的浓度。2最大耗碱量法一定量已知浓度的硼酸溶液中，定量加入甘油生成络合酸，以酚酞为指示剂，用标准哈尔滨学院本科毕业论文（设计）11NAOH溶液滴定至终点，记下耗去的NAOH溶液的体积V。随着甘油加入量的增加，生成络合酸的量也逐步增加，碱液消耗量也随之增加。当耗碱量达到最大时，不再随甘油用量的增加而增大，此时甘油加入量最佳，可认为硼酸定量地生成了络合酸，硼
24、酸的浓度即为生成络合酸的浓度。也可以由NAOH的消耗量计算生成络合酸的浓度。取2500ML浓度为01000MOLL1的硼酸溶液分别置于150ML锥形瓶中，加入不同量甘油，振荡溶解后，酚酞为指示剂，用NAOH标准溶液滴定至终点，记下耗去的NAOH溶液的体积V。225络合酸解离常数的测定1PH值法根据不同浓度硼酸经甘油强化后，生成相应浓度的络合酸，测定络合酸的PH值，求其电离度，计算络合酸酸度常数KA。以HA表示络合酸，设其初始浓度为才C0HA，络合酸电离平衡式为HAHA其中络合酸电离度为0HACH，则平衡时络合酸离解常数即酸度常数可表示为120HAACHAAHK（23）一定温度下，测一系列已知不
25、同浓度络合酸的PH值，得到相应H，可求得络合酸电离度。由式23计算出络合酸的酸度常数KA。取各浓度硼酸溶液2500ML，测定硼酸溶液的PH值。根据最低PH值法，计算强化硼酸需加入甘油的量，并测定强化后溶液的PH值，计算不同浓度络合酸酸度常数KA。（2）滴定法络合酸HA初始浓度为C0HA，体积为V0，标准NAOH溶液分批次逐渐滴加，每加一定量NAOH溶液后，测定溶液的PH值，直至终点。此时溶液中H不断改变，HA与A比例也不断改变。以V表示加入标准NAOH溶液的累积体积，同时测定对应溶液PH值，可得到一系列V和H的数据组。当加入VML浓度为C的标准碱液，即有CNAOHVNAOH物质的量的酸HA被中
26、和，并生成等物质的量的A。HA和A的计算公式分别为VVVCVCHANAOHHA00024哈尔滨学院本科毕业论文（设计）12VVVCANAOH025再根据式22求出络合酸解离常数KA。当然也可通过物料平衡、电荷平衡关系式及水的离子积常数，推导出络合酸酸度常数的精确计算式并计算。为了简化计算过程，本文中按最简式进行计算。吸取5000ML0050000MOLL1硼酸溶液，加入7500G甘油，充分振荡溶解。用04964MOLL1NAOH标准溶液滴定，每加入050ML碱液，测定对应溶液的PH值，计算相应的HA、A和络合酸酸度常数KA。（3）紫外分光光度法如果一种有机弱酸（或碱）在紫外可见光区有吸收，且吸
27、收光谱与其共轭碱（或酸）显著不同时，就可以方便地利用吸光光度法测定它的解离常数。强化硼酸形成甘油硼酸，可以看成是一元弱酸，它的解离平衡如下HBHB配制三种分析浓度CHBB相等而PH不同的溶液。第一种溶液的PKA附近，此时溶液中HB与B共存，用1CM的吸收池在某一定的波长下，测量其吸光度第二种溶液是PH比PKA低两个以上单位的酸性溶液，此时弱酸几乎全部以HB型体存在，在上述波长下测得吸光度；第三种溶液为PH比PKA高两个以上单位的碱性溶液，此时弱酸几乎全部以B型体存在，再测量溶液的吸光度（波长同上）。得到三种吸光度运用一元弱酸解离常数的基本公式如下LGAAAAPHPKHBBA26式中A是HB与B
28、共存时的吸光度。AB是仅有B存在时的吸光度。AHB是仅有HB存在时的吸光度。分别吸取2500ML00001MOLL1的硼酸溶液放入一个烧杯中，加入甘油，用酸度计测定直到PH大约等于6。再吸取另一份2500ML的该溶液放入另一个烧杯中，加入甘油，调到PH大约等于6，然后用NAOH调溶液的PH大于8。接着再吸取一份2500ML的该溶液放入第三个烧杯中，加入甘油，调到PH大约等于6，然后用HCL调溶液的PH小于4。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）13测得三份溶液的最大吸收波长为277NM，在这个波长下测这三种溶液的吸光度。同上配制00002MOLL1和00003MOLL1的硼酸溶液按照以上的方法分别测
29、得三份吸光度。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）14第三章结果与分析31NAOH溶液的配制与标定对所配制的NAOH溶液进行标定后，根据公式21计算NAOH溶液的浓度，得到数据如表31。表31标定NAOH溶液KHP/GV/NAOHMLV/NAOHMLV/NAOHMLCNAOH/MOLL1NAOHC/MOLL1045010002485248500886904499000248224820088760088710450019004385248500886732硼酸的强化测定甘油强化硼酸生成络合酸解离常数时，获得纯净、干燥的硼酸是非常重要的。足够过量的甘油使硼酸定量地转变为络合酸，从而准确确定络合酸初始浓
30、度是关键的一步。根据公式22计算01000MOLL1，00900MOLL1，00800MOLL1，00700MOLL1，00600MOLL1，00500MOLL1硼酸溶液所需甘油的理论用量如表32。表32硼酸浓度与甘油的理论用量的关系硼酸浓度（MOLL1）010000090000800007000060000500甘油的理论用量（M/G）046000415603718032600278202407由表32可见，随着硼酸溶液的不断稀释，络合形成甘油硼酸的所需甘油的理论用量不断减少。33络合酸浓度的确定331最低PH值法12500ML01000MOLL1硼酸溶液需加入甘油的理论用量为04600G，
31、随着甘油量的逐渐增加，溶液PH值变化如图31所示。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）150510152025303035404550PHMANNITALM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONOR
32、IGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图3101000MOL/L溶液PH值与甘油加入量的关系该硼酸溶液，当加入2765G甘油时，溶液PH值降到最低点。继续增加甘油的量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量6倍，或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O316时，可认为硼酸已定量地转变为络合酸,此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。22500ML浓度为00900MOLL1的硼酸溶液需加入甘油的理论用量为04156G，随着甘油量的逐渐增加溶液PH值变化如图32所示。01234
33、5303540455055PHMANNITALM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVA
34、LUATION图3200900MOL/L溶液PH值与甘油加入量得关系当向该溶液中加入4278G甘油时，溶液PH值降到最低点。继续增加甘油的量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量哈尔滨学院本科毕业论文（设计）1610倍，或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O3110时，可认为硼酸已定量地转变为络合酸，此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。3由式可知22，2500ML浓度为00800MOLL1的硼酸溶液，需加入甘油的理论用量，为03718G，随着甘油量的逐渐增加，溶液PH值变化如图33所示。0005101520253035303540455055
35、PHMANNITALM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图33008
36、00MOL/L溶液PH值随甘油加入量的关系曲线当加入3371甘油时，溶液PH值降到最低点。继续增加甘油的量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量9倍，或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O319时,可认为硼酸已定量地转变为络合酸，此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。4由式22可知，2500ML浓度为00700MOLL1的硼酸溶液需加入甘油的理论用量为03260G，随着甘油量的逐渐增加，溶液PH值变化如图34所示。000510152025303540303540455055PHMANNITALM/GBORIGINPRO8EVALUATIONOR
37、IGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图3400700MOL/L溶液PH值与甘油加入量得关系哈尔滨学院本科毕业论文（设计）
38、17当向该溶液中加入3732G甘油时，溶液PH值降到最低点。继续增加甘油的量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量11倍,或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O3111时，可认为硼酸已定量地转变为络合酸，此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。5由式22可知，2500ML浓度为00600MOLL1的硼酸溶液需加入甘油的理论用量为02782G，随着甘油量的逐渐增加，溶液PH值变化如图35所示。000510152025303540323436384042444648505254PHMANITOLM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIG
39、INPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图3500600MOL/L溶液PH值与甘油加入量得关系当向该溶液中加入334G甘油时，溶
40、液PH值降到最低点。继续增加甘油的量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量10倍，或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O3110时，可认为硼酸已定量地转变为络合酸，此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。6由式22可知，2500ML浓度为00500MOLL1的硼酸溶液需加入甘油的理论用量为02329G，随着甘油量的逐渐增加，溶液PH值变化如图36所示。哈尔滨学院本科毕业论文（设计）1800051015202530353540455055PHMANNITALM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONOR
41、IGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图3600500MOL/L溶液PH值与甘油加入量得关系当向该溶液中加入3050G甘油时，溶液PH值降到最低点。继续增加甘油的
42、量，PH值逐步趋于稳定，此时可认为硼酸已等物质的量地转变为络合酸。因此当甘油用量为理论用量13倍，或两者物质之比NH3BO3N2C3H8O3113时，可认为硼酸已定量地转变为络合酸，此时硼酸的浓度即为生成络合酸的浓度。322最大耗碱量法一定量已知浓度的硼酸溶液中，定量加入甘油生成络合酸，以酚酞为指示剂，用标准NAOH溶液滴定至终点，记下耗去的NAOH溶液的体积，根据记录的数据得到的关系图37如下所示。051015202530681012141618NAOHV/MLM/GBORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONOR
43、IGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATIONORIGINPRO8EVALUATION图37消耗NAOH的量与甘油加入量得关系当加入2660G甘油时，耗碱量达最大，其值为1746ML。继续增加甘油用量，消耗的哈尔滨学院本科毕业论文（设计）19NAOH
44、溶液的体积已趋于稳定。硼酸是否定量生成相应的络合酸，可通过最低PH值法和最大耗碱量法来确定。最低PH值法与最大耗碱量法所得的结果是一致的。2种方法从本质上并无区别，但确定络合酸浓度的途径不同，因此两者不可能具有相同的系统误差。测定结果的一致性，表明2种方法确定络合酸的浓度是可行的。34络合酸解离常数的测定331PH值法根据不同浓度硼酸经甘油强化后，生成相应浓度的络合酸，测定络合酸的PH值，求其电离度，计算络合酸解离常数KA，根据实验数据绘制表格33如下表33不同浓度硼酸及络合酸的PH值和解离常数值硼酸浓度C/MOLL1PH值甘油加入量M/G加甘油后溶液PH值电离度解离常数KA010005102
45、765310794103636106009005213050316769103535106008005343165320789103500106007005403642325803103455106006005443674334457103349106005005493750341778103305106由表33可得，络合酸解离常数的平均值为463106，不同浓度的络合酸测得的KA值差异较大。332滴定法标准NAOH溶液分批次逐渐滴加到络合酸中，每加一定量NAOH溶液后，测定溶液的PH值，直至终点。再根据式24，式25计算KA如下图所示表33滴定过程各阶段溶液PH值及解离常数NAOH标液体积V
46、/MLPH值H/MOLL1HA/MOLL1A/MOLL1KA0003107943104050452302010534110214510213105100515707910619110228110210105150540398110614310232510291106200569204210695310336810279106250609812810648810341010268106哈尔滨学院本科毕业论文（设计）20300715128810644510350410215106350789562310639210397910214106400725302010634110314510213106
47、4508091820107290103191102111075001043317510113201044511023710955010602512101131610446710237109由表33可知,当加入500MLNAOH时，溶液PH值急剧增大，继续滴加溶液PH保持稳定，表明HA已基本中和完全。各滴定点络合酸的解离常数平均值即为KA465106333紫外分光光度法测得HB，B在不同波长下的吸收峰图为图38甘油硼酸的吸收曲线从图中得知1处为最大吸收，ABS017599，此处波长为2770000NM。2处为最小吸收，ABS016788，此处波长为2650000NM。设定最大吸收波长为27700
48、00NM，测得不同型体的吸光度如下表表34不同浓度下不同型体的吸光度关系图00001MOL/L00002MOL/L00003MOL/LHBHB/BBHBHB/BBHBHB/BBPH252596954276600846207591897吸光度A020701680143019301750173028401770172KA170X106980X106234X106平均值461X106哈尔滨学院本科毕业论文（设计）21在溶液中物质不变的情况下，最大吸收波长不变。所以测定三种不同浓度的甘油硼酸设定的最大吸收波长均为277NM。从以上可以看出，这三种型体中，在最大吸收波长的情况下。HB型体的吸收最强，HB
49、B其次，B的吸收最弱。络合酸解离常数的测定运用了PH值法，最大耗碱量法和分光光度法。测得的解离常数值分别得463106，465106，461106。这三种方法测得的解离常数值都接近于106。络合酸解离常数在专业手册中均无记载，现有文献中均未提及测定方法，仅仅给出解离常数的数值。本文中采用的PH值法，滴定法和分光光度法（以上各种测定物质解离常数的方法中各有其优缺点电位滴定法比较成熟，应用较多，但是不适用于低溶解性的物质；分光光度法应用范围广，但不能测定离解形式和非离解形式有相同吸光度的物质）得到的络合酸解离常数KA与文献中给出的解离常数值差异均较大，这是由于不同测试方法、不同硼酸浓度，以及不同数据处理方法均存在不同的误差。如PH值测量中存在浓度和活度概念上混淆，同一计算式中既有组分的活度，又有另一组分的浓度；不同的浓度或滴定过程中不同阶段溶液离子强度发生变化，不同PH值读数范围也有读数误差等。另外，不同浓度络合酸PH值的测定、滴定过程各阶段溶液酸度的测定均属单点测定问题。实验采用测定一系列KA值并求其平均值，虽增加了测定值的可靠性，但在浓度差异增大，PH值变化范围增大时，误差也是明显的。下一步可选择合适浓度范围的络合酸,滴定过程选择合适的PH值变化范围，细化相关的操作，采
