物理化学实验报告

姓名：何思思

班级：工艺五班

学号：10031010526

教师：李慎新

学院：材料化学与工程学院

电导法测定乙酸电离平衡常数

一、  实验目的

1、    掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及他们之间的联系。

2、    掌握由电导法测定弱电解质电离平衡常熟的原理。

二、  实验原理

1、    电离平衡常数Kc的测定原理：

α=∧m/∧m∞

          CH3COOH —→ CH3COO- + H

开始       C           0     0

平衡     C(1-α)       Cα   Cα

 Kc= Cα²/（1-α）=C∧m²/∧m∞(∧m∞-∧m)

则：C·∧m=(∧m∞·Kc/∧m)- （∧m∞·Kc）

2、    摩尔电导率  的测定原理:

∧m=κ/C    G=κA/l   κ=l/A·G=Kcell·G

G:电阻的倒数  κ：电阻率的倒数

3、不同温度下醋酸的 (S·m²·mol^-1)

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实验四  醋酸解离常数的测定

(一) pH法

一. 实验目的

1.      学习溶液的配制方法及有关仪器的使用

2.      学习醋酸解离常数的测定方法

3.      学习酸度计的使用方法

二. 实验原理

醋酸(CH₃COOH,简写为HAc)是一元弱酸,在水溶液中存在如下解离平衡:

         HAc(aq) + H₂O(l)  D H₃O⁺(aq) + Ac^- (aq)         

其解离常数的表达式为

                         [c (H₃O⁺)/c^θ][c(Ac^-)/ c^θ]

          K^θ_a HAc(aq) = —————————————

                                c(HAc)/ c^θ

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实验六 电导法测定乙酸电离平衡常数

报告人：曾辉  实验时间20##年03月07日

一．实验目的：

1．掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念以及它们之间的相互关系。

3．掌握电导法测定弱电解质电离平衡常数的原理。

二．实验原理：

1．电离平衡常数K_c的测定原理

在弱电解质溶液中，只有已经电离的部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为，可以用离子的极限摩尔电导率相加而得。而一定浓度下电解质的摩尔电导率∧_m与无限稀释的溶液的摩尔电导率是有区别的，这由两个因素造成，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在相互作用力。二者之间有如下近似关系：

                                 （1）

式中为弱电解质的电离度。

对AB型弱电解质，如乙酸（即醋酸），在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数K_c与浓度c和电离度α的关系推导如下：

                    CH₃COOH →CH₃COO^－ + H^＋

  起始浓度              c            0          0

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实验名称：醋酸解离和解离常数的测定——pH计的使用

实验日期：               温度：                气压：

一、实验目的

1．测定醋酸的解离度和解离常数

2．掌握滴定原理，滴定操作及正确判断滴定终点

3．学习使用pH计

二、实验原理（详见课本P139）

三、基本操作

1．滴定管的使用，参见第四章二

2．移液管，吸量管的使用，参见第四章二

3．容量瓶的使用，参加第四章二

4．pH计的使用，参见第七章一

四、实验内容

1．醋酸溶液浓度的测定

以酚酞为指示液，用已知浓度的氢氧化钠标准溶液标定HAc溶液的标准浓度，把结果填入下表。

2．配制不同浓度的HAc溶液

用移液管和吸量管分别取25.00ml，5.00ml，2.50ml已测定得准确浓度的HAc溶液，把它们分别加入三个50ml容量瓶中，再用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并计算出这三个容量瓶中HAc溶液的准确浓度。（数据仅供参考）

3．测定醋酸溶液的pH，计算醋酸的解离度和解离平衡常数

把以上四种不同浓度的HAc溶液分别加入四只洁净干燥的50ml烧杯中，按稀到浓的次序在pH计上分别测定它们的pH，并将有关数据填入表中：

五、实验习题

1．以氢氧化钠标准装入碱式滴定管中滴定待测HAc溶液，以下情况对滴定结果有何影响？

1)        滴定过程中滴定管下端产生了气泡；偏小

2)        滴定近终点时，没有用用蒸馏水冲洗瓶的内壁；偏大

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实验一    电导法测定醋酸电离常数

一、实验目的

1.了解溶液电导、电导率和摩尔电导率的概念；

2.测量电解质溶液的摩尔电导率，并计算弱电解质溶液的电离常数。

二、实验原理

电解质溶液是靠正、负离子的迁移来传递电流。而弱电解质溶液中，只有已电离部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可以认为电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为Λ^∞_m，而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。

一定浓度下的摩尔电导率Λ_m与无限稀释的溶液中摩尔电导率Λ^∞_m是有差别的。这由两个因素造成，一是电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。所以，Λ_m通常称为表观摩尔电导率。

Λ_m/Λ^∞_m=α(U₊+ U_-)/(U₊^∞+ U_-^∞)

若U₊= U_-^，，U₊^∞=U_-^∞则

Λ_m/Λ^∞_m=α

式中α为电离度。

AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数K_a^?，起始浓度C₀，电离度α有以下关系：                      AB       A⁺   +  B^-

起始浓度mol/L：         C₀        0      0

平衡浓度mol/L：       C₀·(1-α)   αC₀    αC₀

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实验六 醋酸电离度和电离常数的测定—pH法

一、实验目的

1．测定醋酸的电离度和电离常数；

2．学习pH计的使用。

[教学重点]

醋酸的电离度、电离常数的测定

[教学难点]

pH计的使用

[实验用品]

仪器：滴定管、吸量管(5mL)、容量瓶(50 mL)、pH计、玻璃电极、甘汞电极

药品：0.200 mol·L^-1HAc标准溶液、0.200 mol·L^-1NaOH标准溶液、酚酞指示剂、标准缓冲溶液(pH=6.86、pH=4.00)

二、基本原理

HAc → H⁺+ Ac^-

C：HAc的起始浓度；[H⁺]、[Ac^-]、[HAc]：分别为平衡浓度；

α：电离数；K：平衡常数

α = × 100%

K_a =  =

当α小于5时，C - [H⁺]≈C，所以K_a≈

根据以上关系，通过测定已知浓度HAc溶液的pH值，就可算出[H⁺]，从而可以计算该HAc溶液的电离度和平衡常数。(pH=-lg[H⁺]，[H⁺]=10^-pH)

三、实验内容

1．HAc溶液浓度的测定(碱式滴定管)

以酚酞为指示剂，用已知浓度的NaOH溶液测定HAc的浓度。

2．配制不同浓度的HAc溶液

用移液管或吸量管分别取2.50 mL、5.00 mL、25.00 mL已测得准确浓度的HAc溶液，分别加入3只50 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，并计算出三个容量瓶中HAc溶液的准确浓度。将溶液从稀到浓排序编号为：1、2、3，原溶液为4号。

3．测定HAc溶液的pH值，并计算HAc的电离度、电离常数

把以上四种不同浓度的HAc溶液分别加入四只洁净干燥的50 L杯中，按由稀到浓的顺序在pH计上分别测定它们的pH值，并记录数据和室温。将数据填入下表(p.129.)，计算HAc电离度和电离常数。

K值在1.0×10^-5～2.0×10^-5范围内合格(文献值25℃1.76×10^-5)

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实验三  醋酸电离度和电离平衡常数的测定

一、实验目的

1.测定醋酸的电离度和电离平衡常数。

2.学会正确地使用pH计。

3.练习和巩固容量瓶、移液管、滴定管等仪器的基本操作。

二、实验原理

醋酸CH₃COOH(简写为HAc)是一元弱酸，在溶液中存在下列电离平衡：

  

忽略水的电离，其电离常数：

 

首先，一元弱酸的浓度是已知的，其次在一定温度下，通过测定弱酸的pH值，由pH = -lg[H₃O⁺], 可计算出其中的[H₃O⁺]。对于一元弱酸，当c/K_a ≥500时，存在下列关系式：

           

由此可计算出醋酸在不同浓度时的解离度（a）和醋酸的电离平衡常数（）。   

或者也可由计算出弱酸的解离常数（）。

三、仪器和试药

仪器：移液管、吸量管、容量瓶、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、量筒、pHS-3C型酸度计。

试药：冰醋酸（或醋酸）、NaOH标准溶液(0.1mol·L^-1)、标准缓冲溶液（pH = 6.86, 4.00） 酚酞溶液（1%）。

四、实验内容

1.配置250mL浓度为0.1mol·L^-1的醋酸溶液

用量筒量取4mL 36%（约6.2 mol·L^-1）的醋酸溶液置于烧杯中，加入250mL蒸馏水稀释，混匀即得250mL 浓度约为0.1mol·L^-1的醋酸溶液，将其储存于试剂瓶中备用。

2.醋酸溶液的标定

用移液管准确移取25.00mL醋酸溶液（V₁）于锥型瓶中，加入1滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液（c₂）滴定，边滴边摇，待溶液呈浅红色，且半分钟内不褪色即为终点。由滴定管读出所消耗的NaOH溶液的体积V₂，根据公式c₁V₁ = c₂V₂计算出醋酸溶液的浓度c₁。平行做三份，计算出醋酸溶液浓度的平均值。

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