醋酸解离度和解离常数的测定.docx

1、醋酸解离度和解离常数的测定实验一 醋酸解离度和解离常数的测定Determination of Dissociation Degree and Dissociation Constant of Acetic Acid一、实验目的1了解 pH 法测定醋酸解离度和解离常数的原理。2学习 pH 计使用方法，进一步练习滴定管、移液管等基本操作。二、预习内容1吸管、移液管和容量瓶的正确使用。2酸碱滴定管的正确使用。3如何控制终点前的半滴操作。4酸度计的正确使用。三、实验原理醋酸是一元弱酸，在水溶液中存在着下列平衡：+-(aq)HAc(aq) = H(aq) + Ac开始浓度 /mol dm-3c00平衡浓

2、度 /mol dm-3c -ccc其解离常数表达式：c(H + ) c(Ac - )c22c 2Ka=cc2=c=1cc(HAc)cc为醋酸的解离度。在一定温度时，用pH 计测定一系列已知浓度的醋酸的pH 值，再按 pH= -lg c(H + ) ，求出 c(H + ) 。根据 c(H + )= c，即可求得一系列的HAc 的 和 Ka值，取其平均值即为在该温度下 HAc 的解离常数。四、实验仪器和药品1仪器pHS-25 型酸度计、 气流烘干器、 50cm3 酸式滴定管两支、 50cm3 碱式滴定管一支、 100cm 3烧杯四只、 250cm3 锥形瓶两只、 25cm3 移液管一支、 玻璃棒、

3、 0 100温度计一支 （公用）、1铁架、滴定管夹、吸气橡皮球、洗瓶、滤纸。2药品HAc 溶液（约 0.1mol dm-3 ） 标准 NaOH 溶液 (约 0.1mol dm-3 ， 4 位有效数字 ) 酚酞（ 1%）五、实验内容及操作步骤1醋酸溶液浓度的标定用移液管移取 2 份 25cm3 0.1mol dm-3HAc 溶液，分别注入2 只锥形瓶中，各加2 滴酚酞。分别用标准 NaOH 溶液滴定至溶液刚出现粉红色，轻轻摇荡后半分钟不褪色为止。记下滴定前和滴定后碱式滴定管读数，算出醋酸溶液的精确浓度。公式： c(HAc) V(HAc)= c(NaOH)V(NaOH)2配制不同浓度的 HAc 溶

4、液在四只干燥的 100cm3 烧杯中（编号为 1、 2、 3、 4），用酸式滴定管分别加入已标定的HAc 溶液于 1 号杯 48.00cm3，2 号杯 24.00cm3，3 号杯 12.00cm3，4 号杯 6.00cm3。再从另一盛有去离子水的滴定管往 2、3、4 号杯中分别加入 24.00cm3 、36.00cm3、42.00cm3 去离子水，并混合均匀待测。3溶液 pH 值的测定用酸度计分别测定上述各种浓度的 HAc 溶液（由稀到浓） 的 pH 值（酸度计的使用参见附： LpH-802 中文台式酸度计操作步骤） ，并记录每份溶液的 pH 值及测定时的室温。六、实验数据的记录与处理1 HA

5、c 浓度的标定c（NaOH ） =mol dm-3编HAc 体积滴定管起始滴定管终了消耗 NaOHc (HAc)c (HAc)号（ cm3）读数（ cm3）读数（ cm3）体积（ cm3）（ moldm-3）（ moldm-3）125.00225.0022 HAc 溶液的 pH 值及解离常数编HAc 体积H2O 体积HAc 浓度+)解离度解离常数c (H号33-3）pH 值-3）Ka2（ cm ）（ cm ）（ moldm（ moldm= c148.000.00224.0024.00312.0036.0046.0042.003 计算 K a 的平均值溶液 T = Ka （平均） =七、注意事项

6、1平行滴定时指示剂的用量要一致；2滴定操作要规范，要控制好终点前的半滴操作；3测量 pH 值之前，烧杯必须洗涤并干燥；4复合电极要轻拿轻放，避免损坏；5测定不同浓度醋酸溶液的 pH 值时，宜按由稀到浓的顺序测定。附： LpH-802 中文台式酸度计操作步骤1.装配：请按如下图示装配酸度计。LPH-802 中文台式酸度计示意图2.通电预热 30 分钟；3.按 “退出 ”键进入主菜单，按 “、 ”键将光标移到 “标定 ”项，按 “确认 ”键进入标定方法3选择界面，按 “、 ”键选择 “两点标定 ”，按 “确认 ”键即可按如下步骤进行标定：请将电极取出，洗净，用滤纸吸干水滴 , 放入标液中等待 完成

7、请选择标液一 :4.00pH6.86pH9.18pH标液温度21.2 4.15 mV缓慢晃动容器 , 待 mV稳定理论值（ 25）： +8.3 mV不稳定 稳定请选择标液二 :4.00pH9.18pH第二种标液： -125.0 mV 缓慢晃动容器 , 待 mV稳定首先应确保 pH 电极和温补电极同时置入已知 pH的溶液中。按提示准备好后，选择“完成” 。建议用户选比较接近被测液的两种标液之一。三种标液的理想 mV 数 (25 )为:4.00pH-+177.5mV6.86pH-+8.3mV9.18pH-129.0mV待显示的 mV 数稳定后，才能进行下一步。还应观察稳定后的 mV 数是否与该标液

8、的理想值相近，如差得太远，得找原因，不要急于选“稳定” 。选另一个较接近被测 pH 值的标液（如 9.18）。前面选了 6.86,此处就没有了因选的第二种标液是 9.18pH ， mV 数又稳定在-125.0，距 -129.0 很近，可选 “稳定 ”进行下一步了。理论值（ 25）：-129.0 mV 不稳定 稳定97 年 01 月 02 日标定结果：E0=xx.xx mV 误差 :X.XXpHS= x.xxx 误差 :XX.XX%合格 失败06 年 01 月 02 日标定结果：E0=xx.xx 误差 :X.XXpHS=x.xxx 误差 :XX.XX%存储完毕“误差”说明了电极的老化程度，失效的

9、电极误差很大。此时，用户要做出判断，看标定结果是否合乎要求，具体值就要用户自己根据现场对测量精度的具体要求等多种因素确定。如选择“合格” ，标定的结果自动存储，三秒钟后显示消出，进入测量态。在“ E0.S 值查询”和“参数”菜单中可查询到。如选“失败” ，将退到“标定”子菜单。4标定结束，按屏幕操作，选择“完成”便可以进请将电极取出，洗净，用滤纸吸干水滴 , 放入标液中 行测量。等待 完成4.将电极插入装有被测水样的烧杯中，（注意不要接触杯壁或杯底）水样稳定后，即可读数。5.测量完毕后，取出复合电极，用蒸馏水淋洗电极，套上复合电极帽，并关闭电源。5实验二 氧化还原与电化学Oxidation-r

10、eduction and Electrochemistry一、实验目的1了解原电池的组成及其电动势的粗略测定。2了解电极电势与氧化还原反应的关系以及介质的酸碱性对电极电势、氧化还原反应的影响。3了解一些氧化还原电对的氧化还原性。4了解电化学腐蚀的基本原理及其防止的方法。二、预习内容1氧化还原反应方向与电极电势之间有何关系？2在电极电势与氧化还原反应方向实验内容中，哪些物质之间能发生反应？反应过程中可能产生什么现象？哪些物质之间不能发生反应？为什么？能反应的写出反应方程式。3写出 KMnO4 在酸性介质中与 KBr 反应的方程式，并分析介质的酸度对上述氧化还原反应速率有何影响。三、实验原理电极电

11、势的大小表示电对中氧化态物质得电子的倾向或者电对中还原态物质失电子的倾向。电对的电极电势代数值越大，对应的氧化态物质的氧化能力越强，还原态物质的还原能力越弱；反之亦然。水溶液中自发进行的氧化还原反应的方向可由电极电势数值加以判断。 自发进行的氧化还原反应中，氧化剂电对的电极电势代数值应大于还原剂电对的电极电势代数值，即：（氧化剂电对） （还原剂电对）通常情况下，可用标准电极电势来衡量： （氧化剂电对） （还原剂电对）当氧化剂电对与还原剂电对的 相差很小时，应考虑溶液中离子浓度对电极电势的影响。以含氧酸根离子作氧化剂时，其电极电势随着溶液中 H +浓度的增大而增大。即介质的酸度也是影响 值的因素

12、之一。 如 KMnO 4 在不同酸度介质中的半反应及标准电极电势如下：6酸性介质中MnO 4+ 8 H + + 5 e = Mn 2+ + 4H 2O=1.419V中性或弱碱性溶液中MnO 4+2 H 2O +3 e = MnO 2(s) + 4 OH=0.588V碱性介质中MnO 4+ e= MnO 42=0.564V中间价态化合物一般既可作氧化剂又可作还原剂。例如 H2O2 作氧化剂而被还原为 H 2O（或 OH ） H2O2 + 2 H + + 2 e = 2H 2O=1.776V但遇强氧化剂如高锰酸钾（酸性介质）时又作还原剂被氧化生成氧气。O2 + 2 H + + 2 e = H 2O

13、2=0.682V利用氧化还原反应产生电流的装置叫做原电池。例如Cu Zn 原电池（） Zn ZnSO 4（ 1moldm-3） CuSO4（ 1moldm-3 ） Cu （）负极 Zn： Zn - 2 e = Zn 2+氧化反应正极 Cu： Cu2+ + 2 e = Cu还原反应电池反应Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+氧化还原反应利用氧化还原反应可制作印刷电路板，例如：Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2电化学腐蚀是由于金属在电解质溶液中形成与原电池相似的腐蚀电池而引起的腐蚀， 在腐蚀电池中较活泼的金属作阳极（负极）被氧化，而阴极（正极）仅起传递电子的作

14、用，本身不被腐蚀。在腐蚀性介质中，加入少量能防止或延缓腐蚀过程的物质叫做缓蚀剂，例如六亚甲基四胺（乌洛托品）可用作钢铁在酸性介质中的缓蚀剂。四、实验仪器和药品1仪器烧杯、试管、表面皿、盐桥、伏特计、导线、镊子、砂纸、电极（锌片、铜片、铁钉） 、滴管。2药品（ 1）HCl 溶液（ 0.1mol dm-3 ）（ 2） H 2SO4 溶液 (3mol dm-3)（ 3）HAc 溶液（ 6moldm-3）（ 4） NaOH 溶液（ 6moldm-3 ）（ 5）CuSO4 溶液（ 0.5mol dm-3）（ 6） FeSO4 溶液（ 0.1mol dm-3）（ 7） FeCl3 溶液（ 0.1mol d

15、m-3）（ 8） KBr 溶液（ 0.1mol dm-3 ）7（9） KI 溶液（ 0.1mol dm-3）（11） KMnO 4 溶液（ 0.01mol dm-3 ）（13）Na2SO3 溶液（ 0.1mol dm-3）（15）Pb(NO 3)2 溶液（ 0.1mol dm-3 ）（17）饱和溴水（19）四氯化碳（21）乌洛托品溶液（ 20%）（23）粗铜丝（铜棒）五、实验内容及操作步骤（10） KClO 3 溶液（ 0.1mol dm-3）（12） Na2S 溶液（ 0.1mol dm-3 ）（14） K 3Fe(CN) 6 溶液（ 0.1mol dm-3 ）（16） ZnSO 4 溶液（

16、 0.5mol dm-3）（18）饱和碘水（20）过氧化氢溶液（ 3%）（22）纯锌粒电极电势与氧化还原反应方向确定 Br 2 /Br -、 I2/I -、 Fe3+/Fe2+三个电对在电极电势表中的顺序：（ 1）向分别盛有10 滴 0.1mol dm-3 KI 溶液和 KBr溶液的两支试管中各加入2滴0.1mol dm-3FeCl3 溶液，混合均匀后再各加入5 滴 CCl 4 充分振荡， 观察 CCl 4层中颜色有何变化？其反应式为：2Fe3+ + 2 I - = 2Fe2+ + I 2（ I2 溶于 CCl 4中呈紫红色 ）Fe3+ + Br-（ 表示不反应）（ 2）在两支各盛有10 滴

17、0.1mol dm-3FeSO4 溶液的试管中分别滴入2 滴饱和溴水和饱和碘水，摇动试管，观察滴入的溴水和碘水的颜色有何变化。其反应式为：2Fe2+ + Br 2 = 2Fe3+ + 2 Br -Fe2+ + I 2由（ 1）、（2）可知，氧化性： Br 2 Fe3+ I 2；（I2/ I- ）（ Fe3+/ Fe2+）（ Br 2/ Br-）。原电池的组成及其电动势的测定在两只 50cm3 的小烧杯中，分别加入30cm30.5mol dm-3CuSO 4 和 0.5mol dm-3ZnSO 4 溶液。在 CuSO4 中插入带导线的铜片，在ZnSO4 中插入带导线的锌片组成两个电极，中间以盐桥

18、连通。将铜片和锌片上的导线分别与伏特计的正负极相接，测量两极之间的电压。见图2。（注： c（ Cu2+） = c（Zn 2+） =0.5mol dm-3 时的理论电动势E=1.1218V ）8图 2 原电池装置示意图介质对氧化还原反应产物的影响（ 1） KMnO 4 在不同介质中的反应：在三支试管中，各加入1滴 0.01mol dm-3 KMnO 4溶液，然后向第一支试管中加入3 滴 3moldm-3 H 2SO4，使溶液酸化；向第二支试管中加入数滴水；向第三支试管中加入 5 滴6 mol dm-3 NaOH 溶液，然后各加入3 滴 0.1mol dm-3 Na2SO3溶液，观察反应产物有何不

19、同。其反应式为：2 MnO 4-（紫） + 6H+5SO32- = 2Mn2+（肉红色或无色） + 5 SO42-+ 3H2O2 MnO 4-+H2O+3SO32-= 2MnO 2 (棕褐色 ) + 3 SO42-+2OH-2 MnO 4-+2OH-+SO32- = 2 MnO 42- （绿） + SO42-+ H2O（ 2）往试管中加入10 滴 0.1mol dm-3KClO 3 溶液，并加入 10 滴 KI 溶液，加热观察有无现象发生？然后趁热滴入 10 滴 3 mol dm-3 H 2SO4 使之酸化，再观察现象。其反应式为：ClO 3- + I -ClO 3- + 6 I - + 6H

20、 + = Cl - + 3I 2 + 3H 2O4中间价态化合物的氧化还原性（ 1）过氧化氢的氧化性向试管中加入 2 滴 0.1mol dm-3 Pb（NO 3） 2 和 2 滴 0.1mol dm-3 Na 2 S 溶液，观察现象。再加入 5 滴 3% H 2O2 溶液，摇动试管，观察有何变化。其反应式为：Pb2+ + S2- = PbS （黑）PbS + 4H2O2= PbSO4（白） + 4H 2O（ 2）过氧化氢的还原性9往试管中加入 1 滴 0.01mol dm-3KMnO 4 溶液，并加入 3 滴 3moldm-3 H2SO4 使之酸化，然后滴加 3% H 2O2 溶液，观察现象。

21、其反应式为：2MnO-22+ 6H+2+224 +5HO= 2Mn+5O +8HO酸度对氧化还原反应的影响在两支各盛有3 滴 0.1mol dm-3KBr 溶液的试管中，分别加入3 滴 3mol dm-3 H2SO4 和6mol dm-3HAc ，然后往两支试管中各加入1 滴 0.01mol dm -3KMnO 4 溶液。观察并比较两支试管中紫色溶液褪色的快慢。其反应为：2 MnO 4 - + 10 Br - + 16H + = 2Mn 2+ + 5Br 2 + 8H 2O-+ 10 Br-2+-2 MnO 4+ 16HAc = 2Mn+ 5Br 2 + 16Ac+8 H2O6金属的腐蚀及防止

22、（ 1）金属腐蚀取一支试管加入 20 滴 0.1mol dm-3 HCl 溶液，然后分别加入一小粒纯锌，观察气泡发生的情况。再取一根铜棒（或粗铜丝）插入上述试管中，并与纯锌接触观察铜棒与锌粒接触前后的情况有何不同？为什么？（2）腐蚀的防止 - 缓蚀剂法取两枚铁钉，用砂纸擦去铁锈，将铁钉浸入去锈液中数分钟。取出铁钉用水冲洗，分别放入两支试管中，往其中一支试管中滴5 滴20%乌洛托品，往另一支试管中加入5 滴0.1mol dm-3HCl 溶液，再各滴入 1滴 0.1mol dm-3K3Fe（ CN ）溶液。观察比较两支试管中6所出现的颜色深浅，并说明原因。六、思考题1为什么纯锌与 HCl 作用产生

23、氢气的速率很慢，但当在其中插入铜棒并让它与锌接触时产生氢气的速率会大大加快？2为什么乌洛托品在酸性介质中能对金属起缓蚀作用？10实验三 配位化合物Coordination Compound一、实验目的1理解配合物的组成以及配离子与简单离子的区别。2理解配合平衡及配合平衡与多相离子平衡的相互转化规律。二、预习内容1掌握配位化合物的定义 ,组成 ,命名和分类。2了解配位化合物螯合物形成的条件和特殊稳定性。三、实验原理1配位化合物的定义一般认为，配合物是由中心离子（或原子）和配位体（阴离子或分子）以配位键的形式结合而成的复杂离子（或分子） ，通常称这种复杂离子（或分子）为配位单元。凡是含有配位单元的

24、化合物都称为配合物。如本实验中就涉及许多配离子：如： Cu(NH 3)4 2+、HgI 4 2-、Fe(CN) 63- 、 Fe(SCN) 2+、 FeCl 4 -、 Ag(NH 3)2 +、 FeF63- 、 Ag(S 2O3) 2 3-、Fe(H 2O) 6 3+等。2配位化合物的组成对于配位化合物的组成，要理解中心离子（或原子） 、配位体、配位原子、配位数、内界和外界等一些基本概念。例如配位化合物 Cu(NH 3)4SO4 ，其中心离子为 Cu2+，配位体为NH 3，配位原子是 NH 3中的氮原子，配位数为4。内界是 Cu(NH 3)4 2+配离子，其中心离子Cu2+ 与配位体 NH 3

25、 之间是通过配位键的形式相结合，外界是 SO42- 。内界 Cu(NH 3)4 2+和外界 SO42- 是通过离子键的形式相结合形成了配位化合物Cu(NH 3)4SO 4。3配位化合物与复盐配合物与复盐不同。 在水溶液中， 配合物解离出来的配离子很稳定， 只有一小部分解离，而复盐则几乎全部解离成为简单离子。例如：复盐+3+2-(NH 4 )Fe(SO4)2 = NH 4+ Fe+2 SO4配合物Cu(NH 3)4SO4 = Cu(NH 3)4 2 +SO42-11Cu(NH 3)42+ = Cu 2+ + 4NH 3（实际上是逐级解离的）配离子的解离平衡常数称为该离子的不稳定常数，其倒数（即配

26、合平衡常数）称为该配离子的稳定常数。c(Cu 2+ )4c(NH 3 )K不稳2+c( Cu(NH 3 )4)2+)c( Cu(NH 3 )4K 稳4c(Cu 2+ )c(NH 3 )配离子的配合解离平衡符合平衡移动规律， 配离子或难溶物之间的转化可向生成更难解离或更难溶解的物质的方向进行。4螯合物具有环状结构的配合物称螯合物或内配位化合物。许多金属的螯合物具有特征的颜色，难溶于水而易溶于有机溶剂。如本实验中就有焦磷酸铜（）螯合离子 Cu(P 2O7)2 6-和二丁二酮肟合镍（）螯合物，其结构简式如图 3 所示。O. H OH3CNCH 3NH3CNiN N CH3OH. O图 3二丁二酮肟合镍（）螯合物的结构四、实验仪器和药品1仪器小烧