实验二 醋酸解离度和解离常数的测定

一、实验目的

1、了解电导率法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法； 2、加深对弱电解质解离平衡的理解；

3、学习电导率仪的使用方法，进一步学习移液管的基本操作。

二、提 要

醋酸CH3COOH即HAC，在水中是弱电解质，存在着下列解离平衡：

HAc(?q)?H2O(1) H3O?(?q)?Ac?(?q)

或简写为

HAc(?q) H?(aq)?Ac?(aq)

其解离常数为

?cK?(HAc)?

入式（3.1）得：

eq(H?)c?ceq(Ac?)c? (3.1)

ceq(HAc)c??????如果HAc的起始溶度为co，其解离度为?，由于ceq(H?)?ceq(Ac?)?c0a,代

K?(HAc)?(c0?)2(c0?c0?)c??c0?2(1??)c? (3.2)

某一弱电解质的解离常数Ka仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关；其解离度?则随溶液浓度的降低而增大 。可以有多种方法用来测定弱电解质的?和Ka，本实验采用的方法是用电导率测定HAc的?和Ka。

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

??kAl (3.3)

式中，k为电导率（电阻率的倒数），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与溶质的性质及其溶度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?m。它表示在相距1cm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k乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c(mol·dm?3)，于是溶液的摩尔电导为

?3 ?m?kV?10kc (3.4)

?m的单位为S·m2·mol?1。

根据式(3.2)，弱电解质溶液的溶度c越小，弱电解质的解离度?越大，无限稀释时弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的??100%。从而可知，一定温度下，某浓度c的摩尔电导?m与无限稀释时的摩尔电导?m,?之比，即为该弱电解 质的解离度：

???m?m,? (3.5)

不同温度时，HAc的?m,?值中表 3.1所示。

表3.1 不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导?m,? 温度T/K ?m,?(S· m2·mol?1) 273 0.0245 291 0.0349 298 0.0391 303 0.0428

藉电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的k值。根据式(3.4)及式(3.5)即可求得所对应的解离度?。若将式(3.5)代入式(3.2)，可得：

K??c0?m

2??m,?(?m,???m)? (3.6)

根据式(3.6)，可求得HAc的解离常数K?。

三、仪器和药品

1、仪器

常用仪器：烧杯（100cm3,3只） 锥形瓶（250cm3,2只） 铁架台 移液管（25cm3,3支） 吸耳球 碱式滴定管 洗瓶 玻璃棒 滤纸 温度计（0~100℃，公用） 电导率仪（附铂黑电导电极）

2、药品

醋酸HAc(0.1mol · dm?3)

标准氢氧化钠NaOH(0.1mol·dm-3,4位有效数字) 酚酞（1%）

四、实验内容

（一）醋酸溶液浓度的标定

用移液管量取2份25.00cm30.1mol·dm-3HAc溶液，分别注入2只锥形瓶中，

各加2滴酚酞溶液。

分别用标准NaOH溶液滴定到溶液显浅红色，半分钟内不褪色即为终点，计算滴定所用的标准NaOH溶液的体积，从而求得HAc溶液的准确浓度。

重复上述实验，求出两次测定HAc溶液浓度的平均值。 （二）醋酸溶液的电导率的测定

用移液管量取25.00cm3 HAc溶液置于烧杯中，另用移液管量取25.00cm3去离子水与上述HAc溶液混合。用玻璃棒搅拌均匀。按电导率仪中的操作步骤，使用铂黑电导电极，测定所配制的HAc溶液的电导率。

随后，用移液管从已测定过电导率的溶液中取出25.00cm3，并弃去；再用另一支移液管加入25.00cm3去离子水[

注1]

，搅拌均匀，测定此稀释后HAc溶液的电

导率。如此不断稀释，测定电导率共4~6次。

记录实验时室温与不同起始浓度时的电导率k数据。根据表3.1的数值，得到实验室温下HAc无限稀释时的摩尔电导?m,?[注2]。再按式(3.4)计算不同超始浓度时的摩尔电导?m。即可由式(3.5)求得各浓度时HAc的解离度?。根据式(3.2)或式(3.6)的计算，取平均值，可得HAc的解离常数Ka。

五、数据记录和处理

（1）醋酸溶液浓度的标定 表一 实 验 编 号 滴定后NaOH液面的位置V2(NaOH)cm3 滴定前NaOH液面的位置V1(NaOH)cm3 滴定中用去NaOH溶液的体积V(NaOH)cm3 两次滴定用去NaOH体积的平均值Vav(NaOH)cm3 标准NaOH溶液的浓度c(NaOH)(mol·dm?3) [注1] 为使实验结果不产生较大的误差，本实验所用去离子水的电导率应不大于1.2×10-3S·m-1。

[注2] 若室温不同于表3.1中所列温度，可用内插法近似求得所需的?m,?值。例如，室温为295K时，HAc无限稀释时的摩尔电导?m,?为

Ⅰ Ⅱ (0.0391?0.0349)S · m2· mol?1(298?291)K?2?1(295?291)KxS ·m · mol x?.0024S· m2· mol?1?n,??(0.0349?x)S · m2· mol?1?0.0373S · m2· mol?1