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实验醋酸解离度和解离常数的测定
一、实验目的
1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法;
2、加深对弱电解质解离平衡的理解;
3、学习电导率仪的使用方法,进一步学习滴定管、移液管的基本操作。
二、提要
醋酸CH3COOH即HAC,在水中是弱电解质,存在着下列解离平衡:
HAc(αq)+H2O(1) H3O+(αq)+Ac-(αq)
或简写为
HAc(αq) H+(aq)+Ac-(aq)
其解离常数为
{cKa(HAc)=
入式()得: eq(H+)cθceq(Ac-)cθ() eqθc(HAc)c}{}如果HAc的起始溶度为co,其解离度为α,由于ceq(H+)=ceq(Ac-)=c0a,代
Ka(HAc)=(c0α)2(c0-c0α)cθ
=c0α21-α)cθ()
某一弱电解质的解离常数Ka仅与温度有关,而与该弱电解质溶液的浓度无关;其解离度α则随溶液浓度的降低而增大。可以有多种方法用来测定弱电解质的α和Ka,本实验采用的方法是用电导率测定HAc的α和
Ka。
电解质溶液是离子电导体,在一定温度时,电解质溶液的电导(电阻的倒数)λ为λ= () 式中,k为电导率(电阻率的倒数),表示长度l为1m、截面积A为1m2导体的...
电导;单位为S·m-1。电导的单位为S[西(门子)]。
在一定温度下,电解质溶液的电导λ与溶质的性质及其溶度c有关。为了便于比较不同溶质的溶液的电导,常采用摩尔电导λm。它表示在相距1cm的两平行电极间,放置含有1单位物质的量电解质的电导,其数值等于电导率k乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c(mol·dm-3),于是溶液的摩尔电导为
λm=kV=10-3k () λm的单位为S·m2·mol-1。
根据式(),弱电解质溶液的溶度c越小,弱电解质的解离度α越大,无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的,即此时的α=100%。从而可知,一定温度下,某浓度c的摩尔电导λm与无限稀释时的摩尔电导λm,∞之比,即为该弱电解质的解离度: α=λmλm,∞()
不同温度时,HAc的λm,∞值中表 。
不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导
藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的k值。根据式()及式()即可求得所对应的解离度α。若将式()代入式(),可得:
Ka=c0λm
三、仪器和药品
1、仪器
2
λ
m,∞
(λm,∞-λm)} ()
根据式(),可求得HAc的解离常数Kα。
常用仪器:烧杯(100cm3,5只) 锥形瓶(250cm3,2只) 铁架移液管(25cm3,3支) 吸气橡皮球滴定管(玻璃塞式;简易式) 滴定管夹白瓷板洗瓶玻璃棒滤纸片温度计(0~100℃,公用)
其它:pH计(附玻璃电极、甘汞电极) 电导率仪(附铂黑电导电极) 2、药品
醋酸HAc( · dm-3)
标准氢氧化钠NaOH(·dm-3,4位有效数字) 邻苯二甲酸氢钾KHC6H4(COO)2(·dm-3) 酚酞(1%)
四、仪器使用方法(见化学实验的精密仪器——电导率仪