实验3 食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的测定
教学目的与要求：
1.学习食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法； 2.学习酸度计的原理和方法；
3.熟练掌握移取,称量,配制一定浓度标准溶液等操作； 4.进一步熟练掌握滴定操作；
5.学会如何合理的设计实验并培养学生的动手操作能力及创新意识。 教学重点与难点：
重点：1.食用白醋的总酸度、电离度和电离常数的的原理和方法； 2.培养学生的动手操作能力及创新意识。 难点：1.酸度计的使用方法； 2.滴定操作的终点控制。
教学方法与手段：板书，学生操作，现场指导。 学时分配：3学时。 教学内容：
食用白醋是人们日常生活常用的调味品之一,白醋的质量安全与人们的日常生活息息相关。总酸度是测定食醋品质的主要指标,食用醋中的总酸度可以通过多种实验方法测定，如电位滴定法、酸碱滴定法、微型滴定法、连续分析技术定量测定等。综合各方面的因素，通常采用酸碱滴定法测定醋的总酸度，此方法可行性强，易操作，误差小，实验过程安全。
食用醋的主要成分是醋酸（HAc），此外还含有少量的其他弱酸，如乳酸等。醋的总酸度指所有的酸性成分的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度。采用酸碱滴定法，以邻苯二甲酸氢钾为基准物质，此物质易得，在空气中不吸水，容易保存，是一种较好的基准物质，反应产物为二元弱碱，水溶液呈碱性，以酚酞作为指示剂，30S 不褪色，为终点。再以标定的碱滴定醋，反应式如下：NaOH+HAc=NaAc+H2O ，产物为弱碱，以酚酞作指示剂，30S 不褪色，即为终点。由消耗的碱量计算总酸度，用g/100mL表示。
问题1：实验中需要的教学用品？
1、仪器：电子称、酸度计、容量瓶、移液管、滴定管等。 2、试剂：邻苯二甲酸氢钾（KHP）、食用白醋、氢氧化钠、酚酞。 问题2：如何测定食醋总酸含量？
醋酸为一弱酸，其离解常数Ka=1.76×10-5，利用滴定分析法(容量分析），用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液，反应如下：
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NaOH?CH3COOH?CH3COONa?H2O即待测溶液中酸的总量跟所消耗的NaOH的物质的量相等 m(CH3COOH)/M(CH3COOH)=c(NaOH) × v(NaOH) 然后换算成100mL食醋中含醋酸的质量 问题3：如何选择指示剂？
（1）用量：2~3滴。因指示剂本身也是弱酸弱碱，若用量过多，会使中和滴定中需要的酸或碱的量会增多或减少。
（2）常用指示剂：酚酞、甲基橙（一般不用石蕊） （3）选择原则：
指示剂恰好变色时溶液的pH值与恰好完全反应后，所得溶液的pH值要尽可能接近。 强酸+强碱——酚酞或甲基橙 强碱+弱酸 ——酚酞 强酸+弱碱 ——甲基橙 问题4：滴定终点颜色如何变化？ 滴定种类 强酸滴定强碱 选用的指示剂 甲基橙 酚酞 强酸滴定弱碱 强碱滴定强酸 甲基橙 甲基橙 酚酞 强碱滴定弱酸 酚酞 达滴定终点颜色变化 黄色→橙色 红色→无色 黄色→橙色 红色→橙色 无色→粉红色 无色→粉红色 中和滴定曲线
备注 溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。 酚酞8.2—10.0 甲基橙3.1—4.4
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滴定突跃：7.74—9.70 指示剂选择：酚酞
能力拓展：当用盐酸滴定氨水时，应选择什么作为指示剂？
刚好到滴定终点时酚酞显示的颜色 多滴了一滴NaOH时酚酞显示的颜色
问题5：如何测定白醋的电离度和电离常数？ 醋酸是弱电解质，在水溶液中存在着下列电离平衡：
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HAc === H+ ＋Ac－
其电离常数表达式为：
Ki = [H+ ][Ac－] / [HAc] (1)
设HAc的起始浓度为c，如果忽略水电离所提供H+离子的量，则达到平衡时溶液中[H+ ]≈[Ac－]，式(1)可改写为：
Ki = [H+]2 /（ c － [H+] ） (2)
如果我们配制一系列的已知浓度的醋酸溶液，并用酸度计测定其pH值，再换算成[H+]（实际上酸度计所测的pH值是反映了溶液中H+离子的有效浓度，即H+离子的活度值）。利用(2)式，可求得一系列Ki值，取其平均值，即为该测定温度下醋酸的电离常数。
电离度?定义为： ? = [H+] / c (3) 能力拓展：弱酸的酸度、电离度和电离常数之间有什么关系？
四、操作步骤
1、KHP（0.1000M）的配制：
称取2.0422g的KHP，在小烧杯中加水溶解，转入100mL容量瓶中，加水至标线，摇匀，备用。
2、NaOH（0.1M）溶液的配制：
称取1.2g氢氧化钠于在烧杯中，加300mL水溶解。 3、NaOH溶液的标定
移取25.00mLKHP标准溶液于的250mL锥形瓶中，各加入20mL水，滴加1~2滴0.2%酚酞指示剂。用待标定的NaOH溶液分别滴定至无色变为微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。记录滴定前后滴定管中NaOH溶液的体积。
4、食用醋的稀释：
用10.00 mL移液管吸取食用醋试液一份置于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
5、食用醋总酸度的测定
用移液管吸取25.00mL稀释后的试液置于250mL锥形瓶中，加入0.2%酚酞指示剂1～2滴，用NaOH标准溶液滴定，直到加入半滴NaOH标准溶液使溶液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。重复操作，测定结果的相对平均偏差应小于0.2 mL。根据测定结果计算试样中酸的总含量，以g·L-1表示。
6、配制不同浓度的白醋溶液
用移液管分别取25 mL、10 mL和5mL已标定过的白醋溶液，放入三个洗净的100cm3容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。 7、测定不同浓度白醋溶液的pH值
将上面得到的四种精确浓度的白醋溶液，由稀到浓倒入烧杯中，分别用pH计测定它们的pH值，记录室温。
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五、交流与讨论
1、在滴定时为什么要将市售食醋稀释10倍；如何精确的将市售食醋稀释十倍？ 为了使量取食醋的体积与氢氧化钠溶液的消耗量相当，提高实验的精确度，同时也有助于减少食醋的颜色对滴定终点的颜色的干扰。用移液管取10mL稀释到100mL容量瓶中。
2、为什么要预先用少量待装溶液润洗滴定管3次？锥形瓶是否用稀食醋溶液润洗？ 为了避免装入后的溶液被稀释。
3、如果要测定食醋的总酸含量，但无酸式滴定管，可用什么玻璃仪器来代替？该仪器是否要用待装溶液润洗3次？
移液管，要润洗3次，避免吸入的溶液被稀释。
4、如果滴定的终点没有控制好，即氢氧化钠滴加过量，溶液显红色，你有没有补救的办法？
可用酸式滴定管往锥形瓶里加醋酸，至溶液显粉红色，重新记录醋酸溶液的终读数,最后进行计算和数字处理时,全部考虑在内进行计算。
5、本实验产生的偏差的原因有哪些?你认为采取什么措施可以减少偏差? （1）从氢氧化钠溶液方面来说:
a.氢氧化钠溶液存放时间过长,产生少量碳酸钠，应现用现配制。 b.配制氢氧化钠溶液时蒸馏水未煮沸,含有CO2；应煮沸并迅速冷却。 c.氢氧化钠溶液配制完成后未标定其准确浓度;应进行标定。 d.氢氧化钠溶液配制过程中操作不当,造成浓度不准确;应规范配制。 e.滴定过程中仰视、俯视读数；应使视线、凹液面最低处、刻度线相切。 （2）从食醋方面来说:
移取食醋溶液体积不准确；应正确使用酸式滴定管或移液管量取其体积 （3）从滴定终点判定不准确:
加入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为粉红色，且半分钟之内不再褪去，方可为滴定终点，不能过早或过晚估计
六、注意事项
1、酸和碱不同的溶液应分为两台仪器测量。 2、电极在测量前要彻底冲洗干净，以免留有残液. 3、小心轻放，玻璃球易碎。 4、转动各旋钮时，不要用力太大。 5、测量完毕，洗净电极头部，罩好仪器。
6、食醋的选择：白醋:效果较好；香醋:稀释10倍；陈醋: 颜色很深 7、消除CO2对实验的影响
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