實驗八　醋酸電離度和電離常數的測定

一、實驗目的

① 測定醋酸電離度和電離常數,加深對電離度、電離平衡常數和弱電解質電離平衡的理解。

② 掌握數字酸度計的使用方法。

③ 進一步掌握滴定原理,滴定操作及正確判斷滴定終點。

二、實驗原理

醋酸(CH₃COOH或HAc)是弱電解質,在水溶液中存在以下電離平衡:

HAcH++Ac-

其平衡關系為K=

c為HAc的起始濃度,?、?、分別為H+?、Ac-、HAc的平衡濃度,α為電離度,K為電離平衡常數。

在純的HAc溶液中,==cα,=c(1-α)

則α=×100%,K==

當α<5%時,c-≈c,故K=

根據以上關系,通過測定已知濃度HAc溶液的pH值,就知道其,從而可以計算該HAc溶液的電離度和電離平衡常數。

三、實驗儀器與試劑

1.儀器

堿式滴定管,吸量管(10mL),移液管(25mL),錐形瓶(50mL),燒杯(50mL),pH計。

2.?實驗試劑

HAc(0.2mol·L-1),0.2mol·L-1NaOH標準溶液,酚酞指示劑。

四、實驗步驟

1.?醋酸溶液濃度的測定

以酚酞為指示劑,用已知濃度的NaOH標準溶液標定HAc的準確濃度,把結果填入表2?5。

2.配制不同濃度的HAc溶液

用移液管和吸量管分別吸取25.00mL、5.00mL、2.50mL已測得準確濃度的HAc溶液,把它們分別加入三個50mL容量瓶中,再用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻,并計算出這三個容量瓶HAc溶液的準確濃度。

3.測定醋酸溶液的pH,計算醋酸的電離度和電離平衡常數

把以上四種不同濃度的HAc溶液分別加入四只潔凈干燥的50mL燒杯中,按由稀到濃的次序在pH計上分別測定它們的pH,并記錄數據和室溫。計算電離度和電離平衡常數,并將有關數據填入表2?6。?

本實驗測定的K在1.0×10-5~2.0×10-5范圍內合格(25℃的文獻值為1.76×10-5)。

五、注意事項

① 注意實驗過程中的滴定管、移液管、吸量管、容量瓶和pH計的正確使用方法。

② 注意酸堿滴定管的正確使用,在接近刻度時一定要逐滴加入醋酸(或水),配成準確濃度的醋酸溶液。

③ 在進行不同濃度的醋酸溶液的配制時,一定要注意采用干燥的小燒杯(100mL),以免使濃度發生變化,或液面過低,無法將玻璃電極完全浸沒。

六、思考題

① 燒杯是否必須烘干?還可以怎樣處理?

② 測定pH時,為什么要按從稀到濃的次序進行?

③ 若所用的醋酸濃度極稀,醋酸的電離度>5%時,是否還能用K=式計算電離平衡常數?為什么?

④ 改變所測醋酸溶液的濃度或溫度,則電離度和電離常數有無變化?若有變化,會有怎樣的變化?

⑤ 下列情況能否用K=求電離常數?

A.在HAc溶液中加入一定量的固體NaAc(假設溶液的體積不變)。

B.在HAc溶液中加入一定量的固體NaCl(假設溶液的體積不變)。

⑥ 在NaOH標準溶液裝入堿式滴定管中滴定待測HAc溶液,以下情況對滴定結果有何影響?

A.滴定過程中滴定管下端產生了氣泡。

B.滴定近終點時,沒有用蒸餾水沖洗錐形瓶的內壁。

C.滴定完后,有液滴懸掛在滴定管的尖端處。

D.滴定過程中,有一些滴定液自滴定管的活塞處滲漏出來。