实验三醋酸电离度和电离平衡常数的测定

实验三醋酸电离常数的测定

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CH 3COOH(简写为HAc) 是一元弱酸，在溶液中存在下列电离平衡：

HAc(aq)+H2O(l)

H 3O +(aq)+Ac-(aq)

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：

[H3O +]2[H3O +] K a =α≈

c c

[H3O +][Ac-][H3O +]2

K a =≈

[HAc][HAc]

由此可计算出醋酸在不同浓度时的解离度（α）和醋酸的电离平衡常数（K a ）。或者也可由

K a =c α2计算出弱酸的解离常数（K a ）。

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。试剂：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（V 1）于锥型瓶中，加入1滴酚酞指示剂，用标准NaOH 溶液（c 2）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V 2，根据公式c 1V 1=c2V 2计算出醋酸溶液的浓度c 1。平行做三份，计算出醋酸溶液浓度的平均值。

3. pH 值的测定

分别用吸量管或移液管准确量取2.50、5.00、10.00、25.00mL 上述醋酸溶液于四个50mL 的容量瓶中，用蒸馏水定容，得到一系列不同浓度的醋酸溶液。将四溶液及0.1mol·L -1原溶液按浓度由低到高的顺序，分别用pH 计测定它们的pH 值。 4. 由测得的醋酸溶液pH 值计算醋酸的电离度、电离平衡常数。五、实验结论数据记录与处理

编号 1 2 3 4 5

V HAc / mL 2.50 5.00 10.00 25.00 50.00

c HAc / mol·L -1

[H+] / mol·L -1

K a

六、注意事项

1. 测定醋酸溶液pH 值用的小烧杯，必须洁净、干燥，否则，会影响醋酸起始浓度，以及所测得的pH 值。

2. 吸量管的使用与移液管类似，但如果所需液体的量小于吸量管体积时，溶液仍需吸至刻度线，然后放出所需量的液体。不可只吸取所需量的液体，然后完全放出。

3. pH 计使用时按浓度由低到高的顺序测定pH 值，每次测定完毕，都必须用蒸馏水将电极头清洗干净，并用滤纸擦干。七、思考题

1. 用pH 计测定醋酸溶液的pH 值，为什么要按浓度由低到高的顺序进行？ 2. 本实验中各醋酸溶液的[H+]测定可否改用酸碱滴定法进行？ 3. 醋酸的电离度和电离平衡常数是否受醋酸浓度变化的影响？

4. 若所用醋酸溶液的浓度极稀，是否还可用公式 K a =[H3O ] 计算电离常数？