醋酸解离度和解离常数的测定

醋酸解离度和解离常数的测定 

                                （pH法） 

实验目的 

1. 了解用pH计测定醋酸解离常数的原理和方法。 

2. 学会酸式滴定管及pHS-25型pH计的正确使用。 

实验原理 

配制一系列已知浓度的醋酸溶液，在一定的温度下，用pH计测定它们的pH值，根据pH= -lg[C(H+)/C0]，计算C(H+)，代入平衡常数关系式，可求得一系列( HAc)值，其平均值即为该温度下的解离常数。 

仪器、药品及材料 

仪器：pHS-25型pH计，复合电极，烧杯（50mL，4个），酸式滴定管（50mL，2支） 

药品：HAc(0.1000mol·L-1) 

材料：碎滤纸、标准缓冲溶液 

实验内容及步骤 

1. 配制系列已知浓度的醋酸溶液 

取5只干燥的50 mL烧杯，编号后，按表5-1用量，用酸式滴定管量取已知浓度的醋酸溶液（由实验室提供），配制不同浓度的醋酸溶液。 

2. 醋酸溶液pH值的测定 

用pHS-25型pH计，按醋酸浓度由稀到浓的次序测定1~5号HAc溶液的pH值，记录在表5-1中。 

3. 数据处理  计算表5-1中各项的值，计算出实验室温度时，HAc的解离常数，求算相对误差并分析产生的原因。 

表5-1  实验数据处理表 

实验结果：实验温度时，醋酸的平衡常数为： 

(HAc) =（

1 +

2 +

3 +

4 +

5）÷5 

误差分析：求算相对误差，并分析误差产生的原因。 

（文献值：25℃时 

(HAc) =1.75×10-5） 

预习要求： 按表5-2中HAc和H2O的体积，溶液的温度：25℃，HAc溶液的浓度：0.1000mol·L-1，

(HAc) = 1.75×10-5，计算各溶液的pH值。 

表5-2  预习数据表 

思考题  

1. 不同浓度的HAc溶液的解离度α是否相同，为什么？ 

2. 测定不同浓度HAc溶液的pH值时，为什么按由稀到浓的顺序？ 

3. 若HAc溶液浓度很稀，能否应用下列近似公式： 

( HAc) ≈ C2(H+)/C(HAc)    求解离常数？为什么？ 

相关链接：醋酸解离度和解离常数的测定的其他方法 

 （1）缓冲溶液法 

根据缓冲溶液的计算公式：pH = pKa - lg｛C(HAc)/C(Ac-)｝ 

若C(HAc) = C(Ac-)，则上式简化为pH = pKa   

由于 pKa = - lg Ka   因而，如果将HAc溶液分为体积相等的两部分，其中一部分用NaOH溶液滴定至终点（此时HAc几乎转化为Ac-），再与另一部分HAc溶液混合，即形成缓冲溶液，测定该混合溶液的pH值，即可得到HAc溶液的解离常数Ka。测定时无需知道HAc溶液和NaOH溶液的浓度。 

（2）电导率法 

    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 = κA/l                            

式中κ为电导率（电阻的倒数），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与溶质的性质及其浓度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1㎝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κ乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c（mol·L-1）,则含有1单位物质的量电解质的溶液体积V=10-3/c（m3·mol-1），于是溶液的摩尔电导为 

λm=κV=10-3κ/c 

λm的单位为S·m2·mol-1。 

   根据稀释定律，若电解质溶液的浓度c越小，若电解质的解离度α越大，无限稀释时，若电解质也可看作是解离的，即此时的α =99%。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，即为该若电解质的解离度： 

α =λm/λm，∞ 

不同温度时，HAc的λm，∞值如表5.3所示。 

表5.3  不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导λm，∞

籍电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的κ值，根据上面的公式，即可求得所对应的解离度α ，也可得： 

Ka = C0λm2/{λm，∞（λm，∞-λm）} 

根据上式，可求得HAc的解离常数Ka 。