实验七----电导法测定醋酸的电离度和电离常数

一. 实验目的

1、掌握醋酸解离度和解离常数测定方法，加深对电离度，电离常数和溶液浓度与电导关系的理解。

2、学习电导法测电离度的原理和在井穴板中进行电导率测量的操作；理解酸度计的使用。 3、进一步掌握溶液的配制、滴定操作。

二. 实验原理

1、醋酸（CH3COOH或HAc)是弱电解质，在水溶液中存在下列解离平衡：

起始浓度（mol/L） c 0 0 平衡浓度（mol/L） c- cα cα cα

若c为醋酸的起始浓度，α为醋酸的解离度，[H]、[Ac]、[HAc]分别为H、Ac、HAc的平衡浓度，Kα为醋酸的解离常数，则[H+]=[Ac-]= cα [HAc]= c（1-α） 解离度：α=[H+]/c×100%

解离常数：Kα=[H+][Ac-]/[HAc]= cα2/（1-α）=[H+]2 /（c-[H+]）

已知pH＝-lg[H+]，所以测定了已知浓度的醋酸溶液的pH值，就可以求出它的解离度和解离常数。

2、PHS-3C酸度计直接电位法测定pH值的原理

PHS-3C型精密级酸度计是一3（1/2）位数字显示的酸度计，适用于研究室、医药、 学校、化工、环保等化验室的取样测定水溶液的酸度(pH值)和测量电极电位(mV值)。如配上适当的离子选择电极，则可以作为电位滴定。其工作原理是利用 复合电极对被测水溶液中不同的酸度产生直流电位，通过前置阻抗转换器把高内阻的直流电位转变成低内阻的直流电位，输入到A/D转换器，以达到pH值数字显 示。同样，配上适当的离子选择电极作电位滴定分析时，以达到终点电位显示。

以pH玻璃电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，插入溶液中即组成测定pH值的原电池。在一定条件下，电池电动势E是试液中pH值的线性函数。测量E时，若参比电极（甘汞电极）为正极，则

+-+-

E=K+0.059pH(25℃)

当pH玻璃－甘汞电极对分别插入pHS标准缓冲溶液和pHx未知溶液中，电动势ES和Ex分别为

ES=K+0.059pHS(25℃) Ex=K+0.059pHx(25℃)

两式相减，得（25℃）

三. 仪器设备及试剂

仪器：容量瓶(50mL)，吸量管(10mI)，移液管(25mL)，烧杯(50mL)，锥形瓶(250mL)，碱式滴定管(50mL)，pHs-3C型酸度计。

试剂：0.2mol/LHAc，0.2mol/LNa0H标准溶液，酚酞，pH标准参比溶液。 四. 实验步骤 一）酸度计的使用 1、PHS-3C型酸度计的组装

1）开机准备 将电源线插入电源插座。按下电源开关，电源接通后，将仪器预热20~30 min。 2）仪器组装 PHS-2C型酸度计由机体、电极夹、输入端短路插头、复合电极、电极杆、电源线、保险丝0.1A（F5×20，一般已装入机体）七个部分组成。组装时， 首先把电极杆插入仪器右侧电极杆孔内旋紧，然后把塑料电极夹二孔对准装在电极杆上，拔去电极保护套，把电极固定在电极夹上，然后旋去输入端短路插头，旋上 电极插头。短路插在不用时应妥善保管好，仪器使用完毕再旋上。电极下端的玻璃球泡较薄，当心碰坏。 2、PHS-3C型酸度计的校正 一点法：

（1）旋上电极，选择旋钮置于“pH”档，“斜率调节器”顺时针旋到底。

（2）先用蒸馏水清洗电极，用滤纸吸干电极，然后把电极插入一已知pH值的标准缓冲溶液中(如pH=4或pH=9)，调节温度调节器使所指示的温度与溶液温度相同，并摇动试杯使溶液达到平衡。

（3）旋转“定位”调节器使仪器的指示值为该缓冲溶液所在温度相应的pH值。 仪器的一点标定已经完成，测试过程中定位电位器不应再有变动！ 二点法：

（1）斜率调节器顺时针旋到底，旋转“温度”调节器使所指的温度与溶液的温度相同，并摇动试杯使溶液均匀。

（2）把电极插入已知pH=6.86的缓冲溶液，旋转“定位”调节器，使仪器的指示值为该缓冲溶液所在温度相应的pH值（pH＝6.86）。

（3）用蒸馏水清洗电极，并用滤纸吸干，把电极插入另一只已知pH缓冲溶液(pH=4或pH=9.18)并摇动试杯使溶液均匀。

（4）旋转“斜率”调节器，使仪器的指示值为溶液所在温度相应的pH值（pH=4或pH=9.18）。 重复2~3步骤，直至达到要求为止。仪器两点标定已告完成，经标定的仪器的定位调节器与斜率调节器不应再有变动。 3、 测量pH值

（1）被测溶液与定位溶液温度相同时

“定位”调节器保持不变；用蒸馏水清洗电极球泡，并用滤纸吸干；把电极插入被测溶液内，摇动试杯使溶液均匀后读出该溶液的pH值。 （2）被测溶液与定位溶液温度不同时

“定位”调节器保持不变；用蒸馏水清洗电极球泡，并用滤纸吸干；用温度计测出被测溶液温度，旋转“温度”调节器，使指示在被测溶液的温度值上；把电极插入被测溶液内，摇动试杯使溶液均匀后读出该溶液的pH值。 二）醋酸电离度和电离常数的测定 1．标定原始醋酸溶液的浓度

用移液管移取25 mL待标定醋酸溶液置于锥形瓶中，加2-3滴酚酞用Na0H标准溶液滴定至微红色，并半分钟内不褪色为止。记下所用的Na0H溶液的体积。再重复上述滴定操作2次，要求3次所消耗Na0H溶液的体积相差小于0.005mL。计算HAc溶液的浓度。 2．配制不同浓度的醋酸溶液

用移液管和吸堡管吸取25.00mL、5.00mL、2.5 mL已测得准确浓度的醋酸溶液分别置于3个50mL容量瓶中。用蒸馏水稀释至到度，摇匀，计算出这三瓶醋酸溶液的浓度。

3．测定不同浓度醋酸溶液的pH值

取以上4种不同浓度的醋酸溶液25mL分别加入4只洁净下燥的50mL烧杯中，按由稀到浓的次序在pHs-2型pH计上分别测出它们的pH值，记录数据和室温。计算解离度和解离平衡常数。

六、数据记录与处理

表1 计算醋酸浓度

mol/L NaOH标准溶液滴定 mol/L HAc溶液

表2 醋酸解离度和解离平衡常数 标准缓冲溶液的pH值 温度 ℃

七、实验预作记录

表1 计算醋酸浓度

mol/L NaOH标准溶液滴定 mol/L HAc溶液

表2 醋酸解离度和解离平衡常数 标准缓冲溶液的pH值 温度 ℃

实验注意事项：酸度计使用

（1）仪器的输入端（即测量电极插口）必须保持清洁干燥，不用时应将短路插上，以防灰尘及高湿侵入。在环境湿度较高的场所使用时，应将电极插头用干净的纱布擦干。 （2）测量电极输入端短路插头，在仪器使用时应妥善保管，注意防潮防污染。 （3）测量时，电极的引入导线需保持静止，否则会引起测量不稳定。 （4） 关于复合电极：

Ø 经长期的使用,如发现斜率略有减低,则可把电极球泡浸在4%HF(氢氟酸)中3—5秒钟,用蒸馏水洗净后在氯化钾溶液中浸泡使之复新；

Ø 电极在测量过程中反映迟钝及漂移不定的情况下应调换电极；

Ø 被测溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物质,使电极钝化和梯度下降,或读数不准,应根据污染物质的性质,选用适当的溶液清洗,使之复新(电极一年后应更新)。

思 考 题

1、若所用的醋酸的浓度极稀，醋酸的电离度大于5%时，是否还可以用简化公式计算其电离平衡常数？

2、实验中，醋酸的浓度、醋酸根的浓度是怎样测定的？

3、同温下，不同浓度的醋酸溶液的电离度是否相同？电离平衡常数是否相同？ 4、浓度不变，温度变化时，醋酸的电离度和电离平衡常数有何变化？ 5、既然电离平衡常数与浓度无关，为何还要测准醋酸的浓度？ 6、本实验的关键步骤是什么？

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