电离平衡常数的测定

一、实验目的

1. 学习了解pH法测定电离平衡常数的原理与方法。 2. 学会酸度计的使用方法及注意事项。

3. 加强有效数字概念在数据处理上的正确运用，学会实验误差原因分析。 4. 训练实验报告表格化处理方法。 二、实验原理

乙酸溶液的初始浓度为C0，平衡时乙酸溶液中H的浓度为x，乙酸在水中的离解平衡：

HAcHAc

初始浓度 C0 0 0 平衡浓度 C0x x x

[H][Ac]xx乙酸的电离平衡常数Ki

[HAc]C0x在一定温度下，利用酸度计(pH计)可以测定某溶液的pH值，而溶液中的pH值与溶液中H离子浓度之间存在着如下关系：

pHlg[H] 或 [H]10pH

因此，如果我们已知乙酸溶液的初始浓度C0，并且利用酸度计测定了该溶液的pH值，通过计算就可以求出乙酸的电离平衡常数Ki值。

x2值得注意的是，参数方程Ki成立的前提条件是认为乙酸的电离常数

C0x足够大而忽略了水本身的电离平衡。乙酸的浓度越稀，越不能忽略水的电离，因此，在实验中应尽量使乙酸的浓度大一些。另外，由于乙酸的电离平衡常数的测定最终归结为乙酸溶液的pH值测量上来，所以本实验的精确度将最终取决于pH值测定的精确度上。为保证实验测定值的精确度，本实验中的pH值要求读到小数点后第二位。 三、实验步骤

1.0.1mol/L HAc溶液浓度的标定

以酚酞为指示剂，用已知浓度的标准NaOH溶液标定约0.1mol/L HAc溶液的

浓度,把数据记录及结果处理填入表1。

方法为：用25ml移液管吸取HAc溶液25.00ml三份，分别置于250ml锥形瓶中，加蒸馏水50ml，2滴酚酞试剂(0.2%)，用NaOH标准溶液滴定至粉色，0.5min内颜色不褪，即为终点。

2、配制不同浓度的乙酸溶液：取干燥、洁净的100ml烧杯5只，编号1~5。在酸式滴定管中加入已知浓度的乙酸溶液，在碱式滴定管中加入去离子水。依次向1~5号烧杯中加入一定体积的乙酸溶液和去离子水。

3、测定所配乙酸溶液的pH值：利用pH计依次测定所配乙酸溶液的pH值，要求读到小数点后第二位，并记录在表2中。

四、数据记录与结果处理

表1 0.1mol/LHAc溶液的标定

NaOH标准溶液的浓度(mol/L) 编号 HAc体积 VHAc(ml) 消耗NaOH体积(ml) HAc浓度 mol/L

表2 pH法测定乙酸电离平衡常数、数据记录与处理

室温： ℃

实验室配制的乙酸溶液的浓度： mol/L

编号 量取乙酸溶液体积/ml 量取去离子水体积/ml 混合后乙酸浓度计算值/(mol/L) 混合后溶液pH测定值 混合后溶液H+离子浓度计算值/(mol/L) 乙酸电离常数Ki计算值 1 2 3 测定值 平均值 1 2 3 4 5

3 6 9 12 15 47 44 41 38 35 取实验中5个数值的平均值，即为本实验测得乙酸电离常数Ki值。

PH计使用：

1、打开电源开关，按“PH/MV”按钮，使仪器进入PH测量状态；

2、按“温度”键使显示为溶液温度值(此时温度指示灯亮)，然后按“确认”键，仪器确定溶液温度后回到PH测量状态。

3、把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=6.86的标准溶液中，待读数稳定后按“定位”键(此时PH指示灯慢闪烁，表明仪器在定位标定状态)使读数为该溶液当前温度下的PH值。

4、把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=4.00(或PH=9.18)的标准溶液中，待读数稳定后按“斜率”键(此时PH指示灯快闪烁，表明仪器在斜率标定状态)使读数为该溶液当时的PH值，然后按“确认”键，仪器进入PH测量状态，PH指示灯停止闪烁，标定完成。

5、用蒸馏水洗电极后即可对被测溶液进行测量。

【注意事项】

 小烧杯一定要洁净、干燥；

 乙酸和水的体积要准确加入，保证计算的浓度与实际浓度值一致，5次测量

共需乙酸50ml；

 酸度计的使用参考说明书；

 每次校正或测量前都要将电极用纯水冲洗干净，然后用滤纸擦干；  测定溶液的pH值前要充分搅拌溶液，使其混合均匀；  pH值读数读到小数点后两位。 五．思考题

1.本实验中测定乙酸电离常数的依据是什么？当乙酸浓度很稀时，能用此法吗？ 2.本实验中乙酸电离常数的测定最终归到乙酸溶液中H+离子浓度的测定，能否利用酸碱滴定法来测定溶液中的H+离子浓度？

3.改变所测HAc溶液的浓度或温度，则电离度和电离常数有无变化？若有变化，会有怎样的变化？

4.“电离度越大，酸度越大”。这句话是否正确？为什么？

5.实验中[HAc]和[Ac-]浓度是怎样测得的?要做好本实验,操作的关键是什么?