实验九 氟离子选择电极测定氢氟酸解离常数.doc

实验目的(1)熟悉用氟电极及玻璃电极测定氢氟酸解离常数的基本原理。(2)正确使用氟离子选择电极和酸度计。实验原理氟电极是由氟化镧晶体制成的离子交换膜,对氟离子F-具有很高的选择性。若要对氟含量进行分析时需要保持pH=5-6,以保证所有的氟均以离子状态存在从而全部对氟电极产生响应。这是由于当溶液pH过高时,OH-会产生干扰;pH过低又会形成HF和HF2-而降低氟离子的浓度和活度。由于氟电极对氟离子F-产生响应时不受氢离子的干扰,对HF和HF2-也不会应答,因而可以在酸性溶液中测定氟离子,这就为利用氟离子选择电极测定氢氟酸常数创造了条件。为测定一定温度下HF得解离常数,在本实验中将氟电极和甘汞电极组成下列两电池测量电池的电动势:(a)(-)氟电极|氟化钠溶液|饱和甘汞电极(+)(b)(-)氟电极|加入盐酸的氟化钠溶液|饱和甘汞电极(+)温度一定时两电池电动势可计算如下:其中:,S称为氟离子选择电极的应答系数;R为摩尔气体常数;T为热力学温度;F为法拉第常数。式(1)-(2)得酸性条件下的含氟溶液存在如下平衡:溶液中的总氟浓度[FT]为:[FT]=[F-]+[HF]+2[HF2-](6)忽略[HF2-]项,并将式(4)代入式(6),可以得到:[FT]-[F-]=(7)将式(7)取对数可得(8)在酸性溶液中[F-]很小,与[FT]相比可以忽略,因此式(8)可以写成(9)将式(9)代入式(3)可得(10)式中:E1为溶液为加酸时电池(a)的电动势;E2为加酸后电池(b)的电动势。(c)(-)玻璃电极|氟化钠溶液或加入盐酸的氟化钠|饱和甘汞电极(+)根据式(10)可知,在不加酸时可测得电池(a)的电动势E1,然后测得加酸后一系列不同pH的电池(b)的电池E2及对应的pH,以-()为纵坐标,pH为横坐标作图,所得直线在纵轴上的截距即为lgKc。其中Kc即为该温度下HF的离解常数。实验仪器及试剂仪器::/lKCl溶液2mol/lHCl溶液pH=。,用步骤5测得的电动势(mv)对lg[F-]作图,从所得直线的斜率求S。-()对pH作图,从所得直线的截距求lgK。--1NaF体积/-1KCl体积/ml水体积/-1HCl体积/-1HCl体积/ml调整后测得pH调整后测得mV-()思考题本实验的数据处理做了哪些假定?这些在什么条件下才合理??试从测得的氢氟酸的电离常数,7号溶液的pH及[F-]估计这时[HF]的浓度是否可忽略?改乒喻揽獭拴华脑祷鲍防闲腿掐甥荆激钳饶眺笋踪秤鉴裴越婿属