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乙酸的电位滴定分析及其解离常数的测定

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:某些弱酸、 弱碱的解离常数较小, 或各解离常数的差别很小, 进行目视终点滴定时不易确定终点。若用电位滴定法进行测定, 往往会得到较好的实验结果。该工作电池的电动势在电位滴定仪上反映出来, 并表示为滴定过程中的p H值, 记录加入标准碱溶液的体积和相应被滴定溶液的p H值, 然后在Δp H′/ΔV′=0处确定终点。 调试电位滴定计, 将选择开关置于p H滴定挡。

一、 实验目的

(1) 学习电位滴定法的基本原理和操作技术。

(2) 使用p H-V曲线和(Δp H/ΔV)-V曲线与二级微商法确定滴定终点。

(3) 学习测定弱解离常数的方法。

二、 实验原理

某些弱酸、 弱碱的解离常数较小, 或各解离常数的差别很小, 进行目视终点滴定时不易确定终点。 若用电位滴定法进行测定, 往往会得到较好的实验结果。

p H玻璃电极和饱和甘汞电极插入试液时组成工作电池:

Ag Ag Cl,HCl(0.1mol·L-1) 玻璃膜‖HAc试液‖KCl(饱和),Hg Cl2Hg

在滴定过程中, 电位滴定仪可以连续测定溶液电位的变化, 并自动记录滴定曲线, 根据滴定曲线确定终点时所消耗滴定剂的体积, 即可计算出实验结果。

乙酸为一元弱酸, 其p Ka=4.74, 当以标准碱溶液滴定乙酸试液时, 在化学计量点附近可以观察到p H值突跃。

该工作电池的电动势在电位滴定仪上反映出来, 并表示为滴定过程中的p H值, 记录加入标准碱溶液的体积和相应被滴定溶液的p H值, 然后在Δp H′/ΔV′=0处确定终点。 根据消耗标准碱溶液的体积和试验体积, 即可求得试样中的乙酸浓度。

根据乙酸电离平衡:

HAcH+Ac-

其解离常数Ka=[H][Ac-]/[HAc]。

当滴定分数为50%时,[Ac-]=[HAc],此时,Ka=[H],即p Ka=p H。

因此, 在滴定分数为50%时, p H值即乙酸的p Ka值。

三、 仪器和试剂

1. 仪器

(1) 电位滴定计;

(2) 雷磁E-201-C型 (65-1AC型) 塑壳可充式复合电极;

(3) p H玻璃电极;

(4) 甘汞电极;

(5) 容量瓶

(6) 移液管;

(7) 微量滴定管。

2. 试剂

(1) 1mol·L-1乙酸标准溶液

(2) 0.1mol·L-1Na OH标准溶液;

(3) 乙酸试剂(浓度约为1mol·L-1);

(4) 0.05mol·L-1邻苯二甲酸氢钾溶液,p H=4.00(20℃);

(5) 0.05mol·L-1磷酸氢二钠与0.05mol·L-1磷酸二氢钾混合溶液, p H=6.88 (20℃)。

四、 实验步骤

(1) 调试电位滴定计, 将选择开关置于p H滴定挡。 摘去甘汞电极的橡皮帽, 并检查内电极是否浸入, 如未浸入, 应补充饱和KCl溶液。 在电极架上装好玻璃电极, 以防止烧杯碰坏玻璃电极薄膜。

(2) 对p H=4的标准缓冲溶液, 开动搅拌器, 进行p H计定位, 再以p H=6.88的标准缓冲液校正, 所得读数和测量温度下的标准缓冲液的p H值之差应该在±0.05p H单位之内。

(3) 吸取草酸标准溶液10m L, 置于100m L烧杯中, 加水约30m L, 加入搅拌子。

(4) 取稀释后的草酸标准溶液5 m L, 置于100 m L烧杯中, 加水至30m L, 加入搅拌子。

(5) 以标定的Na OH溶液装入微量滴定管中, 在液面0.00m L处。

(6) 开动搅拌器, 调节至适当的搅拌速度, 进行粗测, 即测量在加入Na OH溶液0m L、1m L、2m L、3m L、4m L、5m L、6m L、7m L、8m L、9m L、10m L时各点的p H值。

(7) 重复(4)、(5)操作, 然后进行细测, 即在化学计量点附近。

五、 说明

(1) ZD-3型(或其他型号)电位滴计的使用方法见实验室提供的操作规程

(2) 用 “记录滴定” 和 “一次微分滴定” 两种滴定法进行操作。

(3) 滴定时可加入合适的指示剂, 在滴定曲线拐点处同时观察溶液颜色的变化, 以进行对比。

思 考 题

1. 滴定速度对实验结果有无影响?

2. 自动电位分析有何优缺点?

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