实验六 氨基酸分子量及解离常数测定
实验目的
1.掌握酸度计的基本结构及操作。
2.掌握玻璃电极的基本结构、保存和是使用。 3.掌握缓冲溶液在测定溶液酸度上的应用。
4.掌握电位滴定曲线的绘制及滴定终点的确定方法。 5.掌握电位滴定在测定物质物理常数上的应用。
实验原理
玻璃电极属于以玻璃薄膜作为敏感膜的一类选择电极，可对溶液中的氢离子产生选择性响应，其电极电位与被测氢离子浓度之间符合能斯特关系，可应用于氢离子浓度或溶液酸度值的测定。
本实验采用玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极与被测溶液组成电池，利用酸度计测定溶液酸度值，电池如下：
Ag∣AgCl(s),内参比溶液∣玻璃膜∣待测溶液∣∣KCl(饱和)，Hg2Cl2（s）∣Hg
在构成的电池中，饱和甘汞电极的电极电位保持不变，玻璃电极的电极电位仅随
+
待测液中的H浓度变化而变化，可表示如下：
2.303RT2.303RT E=K+lg[H+]=K-pH
nFnF谷氨酸是分子内含羧基的二元酸，其分子式为C5H9O4N,分子量为147.13，第二解离常数很小，采用一般滴定分析不容易观察到滴定突跃。 在谷氨酸与NaOH溶液的滴定过程中，随着NaOH的不断加入，溶液中的H+浓度不断变化，由此引起的溶液的酸度值（电池的电动势）也不断变化，达到滴定化学计量点附近，将产生H离子浓度的突跃，从而可以根据溶液酸度值的变化确定滴定第一化学计量点，以此为根据，可推算谷氨酸与NaOH溶液滴定的第二化学计量点（V终点2=2V终点1），可根据反应摩尔比求出谷氨酸的分子量。 谷氨酸在水溶液中的电离平衡为：
[H?][HA?]H2A=HA+H Ka1==6.31×10-5………………①
[H2A]-+
HA=A+H
-2-+
[H?][A2?]-10
Ka2==2.57×10
[HA?]从中可以看出，当滴定进行到计量点的一半（即0.5V终点）时，溶液中[H2A]=[HA-],代入①式，则看、Ka1=[H+],即pKa1=pH,因此只要确定滴定的终点，并在滴定曲线上找到0.5V终点所对应的pH,就可以求出谷氨酸的第一级解离常数；同理，在滴定曲线上找到1.5V终点对应的pH，就可以求出谷氨酸的第二级解离常数，而根据谷氨酸与NaOH滴定至第一化学计量点时的反应摩尔比，就可以计算出谷氨酸的分子量。 实验仪器与试剂 1.pHS-3C型酸度计
2.NaOH标准溶液（0.1000mol/l）
3.E-201-CpH复合电极一只 4.系列标准缓冲液 5.磁力搅拌器一台 6.25ml移液管一只 7.100ml玻璃烧杯一个 实验步骤
1.滴定前准备：将酸度计调节于测定pH位，按照仪器操作程序分别用系列标准缓冲溶液完成仪器的校准。 2.滴定：取一个干净的100ml的玻璃烧杯，用移液管移25.00ml的谷氨酸标准溶液。将烧杯置于磁力搅拌器上，插入复合电极，按照下表滴加NaOH标准溶液，按下酸度计的读数按钮，读出取不同滴定体积时所对应的pH值。 NaOH标准溶0.00ml 0.50ml 1.00ml 1.50ml 2.00ml 2.50ml 3.00ml 液体积读数 pH 3.02 3.16 3.27 3.38 3.49 3.57 3.66 NaOH标准溶液体积读数pH 3.50ml 4.00ml 4.50ml 5.00ml 5.50ml 6.00ml 6.50ml 3.74 3.82 3.88 3.96 4.03 4.10 4.18 7.00ml 7.50ml 8.00ml 8.50ml 9.00ml 9.50ml 10.00ml 4.25 4.32 4.42 4.50 4.61 4.72 4.87 10.50ml 11.00ml 11.50ml 12.00ml 12.50ml 13.00ml 13.50ml 5.07 5.31 5.86 8.20 8.67 8.99 9.12 14.00ml 14.50ml 15.00ml 15.50ml 16.00ml 16.50ml 17.00ml 9.28 9.39 9.49 9.59 9.68 9.76 9.83 17.50ml 18.00ml 18.50ml 19.00ml 19.50ml 20.00ml 20.50ml 9.90 9.97 10.02 10.10 10.16 10.23 10.32 21.00ml 21.50ml 22.00ml 22.50ml 23.00ml 23.50ml 24.00ml 10.40 10.49 10.58 10.69 10.80 10.95 11.14 24.50ml 25.00ml 25.50ml 26.00ml 26.50ml 27.00ml 27.50ml NaOH标准溶液体积读数pH NaOH标准溶液体积读数pH NaOH标准溶液体积读数pH NaOH标准溶液体积读数pH NaOH标准溶液体积读数pH NaOH标准溶液体积读数pH11.29 11.46 11.63 11.74 11.84 11.93 12.00 实验数据的处理 1.以pH为纵坐标，以NaOH滴加的体积为横坐标制图，绘制滴定曲线。
2.采用作图法求出滴定的终点：在绘制的滴定曲线上，通过曲线上、下两个拐点处画出两条为45°角的切线，在两切线之间作一条垂线，再通过垂线的中点作一条平行于两切线的直线，该直线与滴定曲线的交点即为A点，A点在横坐标上对应的NaOH标准溶液的体积就是滴定终点，如图所示：
A 3.谷氨酸的分子量计算：
根据作图法得到的滴定终点体积值、NaOH标准溶液的浓度、谷氨酸的浓度和体积，采用下式计算谷氨酸的分子量：
谷氨酸的分子量=
W谷氨酸（g/L）?25.00
CNaOH?V终点由图可知V终点=11.80ml，谷氨酸的分子量=147.32
4.结果比较：
将作图和计算得到的结果填入下表，比较实验结果，并进行分析： 第一化学计量点（V终点） 11.8Oml —— 第二化学计量点（V终点2=2V终点1） 23.60ml —— 0.5V终点 5.90ml —— 1.5终点 17.70ml —— 谷氨酸分子量理论值谷氨酸的分子计算值 147.32 =147.13 谷氨酸pka1=4.20 谷氨酸pka1 4.10 谷氨酸pka2 9.93 谷氨酸pka2=9.59 实验讨论 1.实验开始之前用标准缓冲溶液调节仪器的目的是将pH电极进行校准，采用两种不同pH标准缓冲溶液的目的是进行双点校准。
2.在溶液酸度测定中，测定的是溶液中氢离子的活度而非浓度。
3.酸度计使用之前的校准与标准液相差不大没有太大的关系，只是会成为系统