实验3 自动电位滴定分析

实验4乙酸的电位滴定分析及其离解常数的测定

一、实验目的

(1)学习电位滴定的基本原理和操作技术。

(2)运用pH—v曲线和(△pH／△v)—v曲线与二级微商法确定滴定终点。 (3)学习测定弱酸离解常数的方法。

二、基本原理

乙酸CH3COOH(简写作HAc)为一弱酸，其pKa＝4.74，当以标准碱溶液滴定乙酸试液时，在化学计量点附近可以观察到pH值的突跃。

以玻璃电极与饱和甘汞电极插入试液即组成如下的工作电池：

Ag,AgCl|HCl(0.1mol.L-1)|玻璃膜|HAc试液||KCl（饱和）|Hg 2Cl2，Hg

该工作电池的电动势在酸度计上反映山来，并表示为滴定过程中的pH值，记录加入标准碱溶液的体积V和相应被滴定溶液的pH值。然后由pH－V曲线或(△pH/△V)－V曲线求得终点时消耗的标准碱溶液的体积，也可用二级微商法，于△2pH/△V2＝0处确定终点。根据标准碱溶液的浓度，消耗的体积和试液的体积，即可求得试液中乙酸的浓度或含量。

根据乙酸的离解平衡 HAc——H++Ac-

[H+][Ac-]其解离常数Ka=

[HAc]当滴定分数为50％时，[Ac-]＝[HAc]此时Ka＝[H+] 即pKa＝pH

因此在滴定分数为50％处的pH值，即为乙酸的pKa值。

三、仪器

1、ZD－2型自动电位滴定计 2、玻璃电极 3、甘汞电极 4、容量瓶 5、移液管 6、微量滴定管

四、试剂

1、1.000mol.L-1草酸标准溶液

2、0.1mol.L-1NaOH标准溶液（浓度待定） 3、乙酸试液（浓度约为1mol.L-1）

4、0.05mol.L-1邻苯二甲酸氢钾溶液，pH＝4.00（20℃）

5、0.05mol.L-1磷酸氢二钠+0.05mol.L-1磷酸二氢钾混合溶液，pH＝6.88（20℃）

五、实验步骤

1、按照ZD－2型自动电位滴定仪的操作步骤调试仪器，将选择开关置于pH滴定档。

摘去饱和甘汞电极的橡皮帽，并检查内电极是否浸入，如未浸入，应补充饱和KCl溶液。在电极架上安装好玻璃电极和饱和甘汞电极，并使饱和甘汞电极稍低于玻璃电极，以防止烧杯底碰坏玻璃电极薄膜。

2、将pH＝4.00的标准缓冲溶液置于100mL烧杯中，放入搅拌子，并使两支电极浸入标准缓冲溶液中，开动搅拌器，进行酸度计定位，再以pH＝6.88的标准缓冲溶液校正，所得读数与测量温度下的缓冲溶液的标准pH之差应该在±0.05个单位之内。

3、准确吸取草酸标准液10.00mL，置于100mL容量瓶中用水稀释至刻度，混合均匀。

4、准确吸取稀释后的草酸标准溶液5.00mL，置于100mL烧杯中，加水至约30mL，放入搅拌子。 5、以待标定的NaOH溶液装入微量滴定管中，使液面在0.00mL处。

6.开动搅拌器，调节至适当的搅拌速度，进行粗测，即测量在加入NaOH溶液0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mL时的各点的pH值。初步判断发生pH值突跃时所需的NaOH体积范围（△Vex）

7、重复4、5操作，然后进行细测，即在化学计量点附近取较小的等体积增量，以增加测量点的密度，并在读取滴定管读数时，读准至小数点后第二位。如在粗测时△Vex为8～9mL，则在细测时以0.10mL为体积增量，测量加入NaOH溶液8.00，8.10，8.20，…，8.90和9.00mL各点的pH值。

8、吸取乙酸试液10.00mL，置于100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。吸取稀释后的乙酸溶液10.00mL，置于100mL烧杯中，加水至约30mL。

9、仿照标定NaOH时的粗测和细测步骤，对乙酸进行测定。

在细测时于0.5△Vex处，也应当适当增加测量点的密度，如△Vex为4～5mL，可测量加入2.00，2.10，…，2.40和2.50mLNaOH溶液时各点的pH值。

六、数据处理

1.NaOH溶液的标定 （1）实验数据及计算 V/mL PH值 0 1 2 3 … 8 9 10 △Vex＝ mL 细测 V/mL PH值 △pH/△V △2pH/△V2 根据实验数据，计算△pH/△V和化学计量点附近的△2pH/△V2填入表中。

（2）于方格纸上作出pH——V和（△pH/△V）——V曲线，找出终点体积Vep。 （3）用内插法求出△2pH/△V2＝0处的NaOH溶液的体积Vep。 （4）根据（2）、（3）所得的Vep，计算NaOH标准溶液的浓度。 2、乙酸浓度及解离常数Ka的测定 （1）实验数据及计算 V/mL PH值 0 1 2 3 … 8 9 10 △Vex＝ mL 细测 V/mL PH值 △pH/△V △2pH/△V2 仿照上述NaOH溶液浓度标定的数据处理方法，画出曲线，求出终点Vep。 （2）计算原始试液中乙酸的浓度，以g.L-1表示。

（3）在pH－V曲线上，查出体积相当于0.5Vep的pH值，极为乙酸的pK值。

思考题

1、如果本次实验只要求测定HAc含量，不要求测定pKa值，实验中那些步骤可以省略？ 2、在标定NaOH溶液浓度和测定乙酸含量时，为什么都采用粗测和细测两个步骤？

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