紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数

1. 紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数

2. 目的要求 • 了解紫外分光光度法测定萘在硫酸铵水溶液中活度系数的基本原理。 • 用紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数。 • 了解和初步掌握紫外分光光度计的使用方法。

3. 实验原理 • 萘的水溶液符合朗伯-比尔(Lanbert-Bear)定律。可用三个不同波长(λ＝267nm，λ＝275nm，λ＝283nm) 的光，以水作参比，测定不同相对浓度的萘水溶液的吸光度，以吸光度对萘的相对浓度作图，得到三条通过零点的直线。 • 直线符合：A0=kC0l ，式中，A0为萘在纯水中的吸光度；C0为萘在纯水中的溶液浓度；l为溶液的厚度；k为吸光系数。

4. 对于萘的盐水溶液，用相同的波长进行测定，并绘制A－λ曲线，即可确定吸收峰位置。对于萘的盐水溶液，用相同的波长进行测定，并绘制A－λ曲线，即可确定吸收峰位置。

5. 从上图可以看出，萘在水溶液中和盐水溶液中，都是在λ=267nrn、275nrn、283nrn处出现吸收峰，吸收光谱几乎相同。说明盐(硫酸铵)的存在并不影响萘的吸收光谱。两种溶液中的消光系数是一样的。则有：从上图可以看出，萘在水溶液中和盐水溶液中，都是在λ=267nrn、275nrn、283nrn处出现吸收峰，吸收光谱几乎相同。说明盐(硫酸铵)的存在并不影响萘的吸收光谱。两种溶液中的消光系数是一样的。则有： A=kCl 式中，A为萘在盐水溶液中的吸光度；C为萘在盐水中的浓度。

6. 把盐加入饱和的非电解质水溶液，如果盐的加入使非电解质的溶解度减小(增加非电解质的活度系数)，这个现象叫盐析，反之叫盐溶。把盐加入饱和的非电解质水溶液，如果盐的加入使非电解质的溶解度减小(增加非电解质的活度系数)，这个现象叫盐析，反之叫盐溶。 • 盐效应经验公式： 式中，K为盐析常数；CS为盐的浓度(单位：mol·dm-3)。如果K是正值，则C0＞C，这就是盐析作用；如果K是负值，则C0＜C，这就是盐溶作用。

7. 当纯的非电解质和它的饱和溶液成平衡时，无论是在纯水或盐溶液里，非电解质的化学势是相同的，即 a＝ γC＝γ0C0式中，γ、γ0为活度系数。 • 通过测定萘水溶液的吸光度与萘盐水溶液的吸光度就可以求出活度系数。

8. 仪器试剂 • 紫外分光光度计1台；容量瓶(50mL，6只、25mL 3只)；锥形瓶(25mL，6只)；刻度移液管(25mL，l支、10mL，1支)。 • 萘(A.R.)；硫酸铵(A.R.)。

9. 实验步骤 • 溶液配制 • 在25ºC下制备萘在纯水中的饱和溶液100mL。然后取3只25mL容量瓶，分别配制相对浓度为 0.75、0.5、0.25三个不同浓度的萘水溶液。 • 取6只50mL的容量瓶配制1.2mol·dm-3、1.0mol·dm-3、0.8mol·dm-3、0.6mol·dm-3、0.4mol·dm-3、0.2mol·dm-3的硫酸铵溶液；后将每份溶液倒出一半至 25mL锥形瓶中，加入萘使成为相应盐溶液浓度的饱和萘水盐溶液。

10. 光谱测定 • 用5mL饱和萘水溶液与5mL水混合，以水作为参比液，测定λ=260～300nm间萘的吸收光谱。 • 用 5ml饱和萘水溶液与5mL lmol·dm-3硫酸铵溶液混合，用 5mL水加 5mL(lmol·dm-3)硫酸铵溶液为参比液，测定λ=260～300nm间萘的吸收光谱。

11. 以水作为参比液，分别用λ=267nm、275nm、283nm的光测定不同相对浓度的萘水溶液的吸光度。以水作为参比液，分别用λ=267nm、275nm、283nm的光测定不同相对浓度的萘水溶液的吸光度。 • 用同浓度的硫酸铵水溶液作为参比液，在λ=267nm、275nm、283nm波长处分别测定不同浓度的饱和萘-硫酸铵水溶液的吸光度。

12. 注意事项 • 本实验所用试剂萘和硫酸铵纯度要求较高，可以通过再结晶处理，提高试剂纯度．满足实验需要。 • 萘水饱和溶液和萘的盐水饱和溶液的饱和度一定要充分，可以通过振荡器，使其充分饱和。

13. 数据处理 • 根据所得不同浓度萘水溶液的吸光度值对萘溶液的相对浓度作图，得三条通过零点的直线，求出吸光系数k。 • 根据测得不同浓度的硫酸铵饱和萘溶液的吸光度计算出一系列活度系数γ值 (γ0作为1)，以lgγ对硫酸铵溶液的相应浓度作图，应呈直线关系。

14. 思考问题 • 实验中把萘在纯水中的饱和溶液的活度系数假设为1，试讨论其可行性。 • 如果用λ=266nm、274nm、283nm的光测定萘在乙醇溶液中的含量是否可行？ • 本实验是否可测定其它非电解质在盐水溶液中的活度系数？ • 为何要测定(λ=260～300nm)的萘水溶液及萘水盐溶液的吸收光谱？