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酚酞电离平衡常数的测定

酚酞电离平衡常数的测定. 目的要求. 用分光光度法测定酚酞的电离平衡常数 了解分光光度法测定弱电解质电离平衡常数的原理 掌握分光光度计和 pH 计的使用方法. 实验原理. 酚酞是一元有机弱酸，用 HR 表示，在水溶液中按下式部分电离：. 一定温度下，上述反应达平衡后，若改变体系中 H + 的浓度，将使平衡移动；新的平衡达到时，各反应物的浓度均有所变化，但平衡常数不变。本实验以不同 pH 的缓冲溶液为反应介质，在定温下测定酚酞的电离平衡常数。 上述反应在定温下达平衡以后，下式成立：

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  1. 酚酞电离平衡常数的测定

  2. 目的要求 • 用分光光度法测定酚酞的电离平衡常数 • 了解分光光度法测定弱电解质电离平衡常数的原理 • 掌握分光光度计和pH计的使用方法

  3. 实验原理 酚酞是一元有机弱酸，用HR表示，在水溶液中按下式部分电离： 一定温度下，上述反应达平衡后，若改变体系中H+的浓度，将使平衡移动；新的平衡达到时，各反应物的浓度均有所变化，但平衡常数不变。本实验以不同pH的缓冲溶液为反应介质，在定温下测定酚酞的电离平衡常数。 上述反应在定温下达平衡以后，下式成立： KT = [H+][R]/[HR] (1)

  4. 实验原理 若以[HR]0表示酚酞的原始浓度，则应有： [HR] = [HR]0 [R] (2) 把(2)式代入(1)式，并令电离度= [R]/[HR]0，则得： KT = [H+][/(1)] (3) 此式是本实验的根据，本实验用分光光度计测定电离度，用pH计测定相应的pH值。

  5. 实验原理 根据比尔定律，一有色物质之溶液，在光径不变时，其浓度与吸光度成正比。故若取一定体积的酚酞溶液加到一已知pH值的缓冲溶液中测得吸光度为A，在相同条件下，加适量的NaOH，使酚酞完全电离，测得吸光度为A0。根据电离度的定义和比尔定律，下式成立： = [R]/[HR]0 = A/A0 (4) 从而得出KT之计算公式为： KT = [A/(A0A)]  10pH (5)

  6. 仪器和试剂 • 7230G型分光光度计：一套 ，pHS-3B型pH计：一套 • 容量瓶(100mL)：6个，烧杯(50mL)：6个，移液管：3支，乳头滴管：1支 • 酚酞溶液：0.5%，NaOH溶液：0.1 M，混酸：0.4 M，蒸馏水

  7. 实验步骤 在1至5号的100 cm3容量瓶中分别加入1.00 cm3 0.5%酚酞和1 cm3 0.4M 混酸后，加入蒸馏水至容量瓶体积的2/3。摇匀，用乳头滴管吸取0.1M NaOH分别滴加在上述5支容量瓶中刚好滴至微红，然后再在5个容量瓶中滴加不同量的0.1M NaOH使5个瓶中溶液的红色由浅到深形成一个色阶，最后用蒸馏水稀释到刻度。在另一支100 cm3容量瓶（编号6）中，加入0.10 cm3 0.5%酚酞和2.00 cm3 0.1M NaOH，用蒸馏水稀释到刻度。迅速测定1-6号溶液的吸光度和pH值

  8. 数据处理 根据(5)式，计算在实验温度时，各个不同pH值的酚酞溶液的电离平衡常数，计算时应考虑到6号容量瓶中之酚酞量只为其它各号的1/10，故A0 = 10A6。

  9. 文献值与结果要求 • 在298 K时，酚酞的电离平衡常数： KT = 7.943  1010。 • 要求实验结果的相对误差小于±10%。

  10. 注意事项 • 不进行测定时，应将分光光度计暗室盖子打开。 • 分光光度计连续使用时间不应超过两小时。 • pH计应在接通电源30分钟后进行测定。 • 玻璃电极在使用前需在蒸馏水中浸泡一昼夜，且需谨慎使用。

  11. 思考题 • 所配色阶颜色太深时对实验有无影响？ • 1至5号容量瓶中所取酚酞溶液的量不一致对实验结果有无影响？

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