三、实验10醋酸解离度和解离常数的测定
实验目的
1. 测定醋酸的解离度和解离常数。 2. 掌握溶液配制及滴定的操作。 3. 学习使用pH计。
实验原理
HAcc起始浓度平衡浓度[HAc]H+Ac00[H][Ac]
电离常数为:
[H?][Ac?][H?]2[H?]2Ka???[HAc]c?[H?]c( 当α < 5 %时,或c/Ka > 500时,c – [H+] ≈ c ) 电离度为:
?=已电离分子数总分子数100 =[H]c100 实验内容
请认真阅读实验教材P78~80、P82~85的内容以及相关资料。
1. 0.1 mol/L的氢氧化钠溶液的配制:(实验室提供1 mol/L的醋酸溶液,每组配制500 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液;1 mol/L的氢氧化钠溶液,每个人配制0.1 mol/L的氢氧化钠溶液250 mL)
用移液管准确移取25.00 mL 1 mol/L的氢氧化钠溶液置于容量瓶中,加入蒸馏水定容至250 mL,混匀备用。
2. 醋酸溶液浓度的标定:(每人平行标定两次)
由移液管准确移取25.00 mL 0.1 mol/L HAc溶液于250 mL锥形瓶中,加入酚酞指示剂1d,用0.1 mol/L的 NaOH溶液滴定至溶液呈微红色,此红色保持30 s不褪色即为终点。平行测定2次,2 次滴定结果相对偏差不应大于0.2%。计算出醋酸溶液浓度的平均值和相对平均偏差。将数据和计算结果列入表2-20(参见教材P79)。
公式:c(HAc)·V(HAc)= c(NaOH)·V(NaOH)
相对平均偏差Rd?
?ci?cnc?100%
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式中:n为测定次数。
3. 不同浓度醋酸溶液的配制:(每组一份)
在四只干燥的小烧杯中(编号为1、2、3、4),用酸式滴定管分别加入已标定的HAc溶液5.00 mL、10.00 mL、25.00 mL、50.00 mL,再从另一盛有蒸馏水的酸式滴定管往1、2、3号杯中分别加入45.00 mL、40.00 mL、25.00mL蒸馏水,并混合均匀待测。 4. 不同浓度HAc溶液pH的测定:
用酸度计分别测定上述各种浓度的HAc溶液的pH值,并记录每份溶液的pH值及测定时的室温。将数据和计算结果列入表2-21(参见教材P80)。
实验重点和难点
1. 0.1 mol/L NaOH溶液的准确配制 2. HAc 溶液浓度的标定 3. pH的测定
实验注意事项
1. 理论上由四个不同浓度的HAc溶液通过测量其pH而求算出的Ka值应相同,但因实验总是存在一定的误差,要求四个Ka值的相对误差不得超过10%,否则需重新配制溶液或重测数据。
2. 当酸度计进行了高浓度溶液的pH测量后,又需对低浓度溶液进行测量时,须对电极进行正确处理后方可继续使用。电极处理方法是将电极放入蒸馏水中浸泡一段时间(如果不断搅拌溶液,可缩短浸泡时间)后,再用标准pH溶液重新标定,才可进行溶液pH的测量。 3.平行滴定时指示剂的用量要一致。
4.滴定操作要规范,要控制好终点前的半滴操作。
5.要求学生完成实验后洗干净9只50mL小烧杯倒扣在实验桌上。 6.复合电极要轻拿轻放,避免损坏,测量时应清洗干净并吸干。 7.测定不同浓度醋酸溶液的pH值时,按由稀到浓的顺序测定。
8.实验结束在电极上套上盛有饱和氯化钾的塑料帽,酸式滴定管磨塞处夹一纸条。
思考题
P80:2.测定HAc溶液的pH时,为什么要按HAc浓度由稀到浓的顺序进行?
3.改变所测醋酸溶液的浓度和温度,则解离度、解离常数有无变化?若有变化,会有
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怎样的变化?
6.用pH计测定溶液的pH时,选用什么标准溶液定位?
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四、实验16硫氰酸铁配位离子配位数的测定
实验目的
1. 了解分光光度法测配合物配位数和稳定常数的一种原理和方法。 2. 学习分光光度计的应用;了解分光光度计的基本原理。 3. 学习有关实验数据的处理方法。
实验原理
1. 伯朗-比尔定律
当具有一定波长的单色光通过有色溶液时,根据伯朗-比尔定律,若入射光波长、比色皿(溶液)的厚度b均一定时,有色物质对光的吸光度只与溶液的浓度C成正比。即:
A=εb C
式中ε是比例常数,叫摩尔吸光系数,ε的大小与入射光波长、溶液的性质、温度等有关。 2. 等物质的量系列法求配合物组成及稳定常数
本实验用等物质的量系列法测定pH=2时硫氰酸根(SCN-)与Fe3+形成的配位离子的组成。
所谓等物质的量系列法就是保持金属离子和配体二者的总物质的量(摩尔数)不变,将金属离子和配体按不同物质的量(摩尔)比混合,配制系列等体积溶液(即配置一系列保持金属离子M浓度和配体R浓度之和不变的溶液),分别测其吸光度。虽然这一系列溶液中总物质的量相等,但金属离子M与配体R的物质的量(摩尔)比是不同的,即有一些溶液中金属离子M是过量的,在另一些溶液中配体R是过量的,在这两部分溶液中配离子的浓度不可能达到最大值,只有当溶液中配体与金属离子浓度之比与配离子的组成一致时,配离子浓度才能最大,因而此时吸光度最大。如果溶液中只生成—种配合物,随着金属离子浓度由小到大,配合物浓度先递增再递减,相应的吸光度也如此变化,以吸光度A为纵标,以摩尔分数(配体和中心离子浓度相同时,可用体积分数
V(M)为横标作图,所得的“吸
V(M)?V(R)光度-物质的量比”曲线,一定会出现极大值,相对应的摩尔分数比就是该有色配合物中中心离子与配体的组成之比。(板书作图示范)
实验内容
请认真阅读实验教材P104~108的内容以及相关资料。
1.5.000×103mol?L-1Fe(NO3)3和5.000×10mol?L-1KSCN溶液的配制
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用两根移液管分别准确移取2.50mL的0.5 mol?L-1Fe(NO3)3和0.5 mol?L-1KSCN溶液于两个250mL的容量瓶内,分别用pH=2的0.5 mol?L-1 KNO3 溶液作溶剂稀释制得5.000×10-3mol?L-1Fe(NO3)3和5.000×10-3mol?L-1KSCN溶液。 2. 测定硫氰酸铁系列溶液的吸光度 (1) 配制系列溶液
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取干燥、洁净小烧杯(50mL)9只进行编号,按下表中的用量,用移液管准确移取一定体积的Fe(NO3)3和KSCN溶液,将溶液均匀混合后待用。
硫氰酸铁配合物的组成及吸光度的测定
混合液 5.000×10-3mol?L-1 KSCN体积/mL 5.000×10-3mol?L-1 Fe(NO3)3体积/mL
体积比=
1 1.00 9.00
2 2.00 8.00
3 3.00 7.00
4 4.00 6.00
5 5.00 5.00
6 6.00 4.00
7 7.00 3.00
8 8.00 2.00
9 9.00 1.00
V(Fe3?)V(Fe3?)?V(R)总体积/mL 混合液吸光度A
0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
(2)测定等物质的量系列溶液的吸光度
用7200型分光光度计,在λ=550nm,b=1cm的比色皿条件下,以5.000×10-3 mol?L-1 KSCN为空白液,测定一系列混合物溶液的吸光度A,并记录于表中。 (3)实验数据处理 以体积比
V(Fe3?)V(Fe3?为横坐标,对应的吸光度A为纵坐标作图。从图上的有关
)?V(R)数据,确定在本实验条件下,Fe3+与SCN-形成的配合物的配位数,并写出硫氰酸铁配位离子的化学式。
实验重点和难点 1. 掌握移液管和容量瓶的使用 2. 学会分光光度计的使用
实验注意事项
1. 分光光度计读完读数要立即打开样品盖,以免因光电管的“疲劳”而造成吸光度读数漂移。
2. 在测定一系列溶液的吸光度时,通常都是按从稀到浓的顺序进行。使用的比色皿必须先
用待测溶液润洗2~3次。
3. 待测液以装至比色皿的约3/4高度处为宜,比色皿外壁的液体应用吸水纸吸干 4. 拿取比色皿时,应用手捏住比色皿的毛面,切勿触及透光面,以免光面被玷污或磨损。 5. 清洗比色皿时,一般用水冲洗。如比色皿被有机物玷污,宜用盐酸-乙醇混合物浸泡,再
用水冲洗。不能用碱液或强氧化性洗涤液清洗,也不能用毛刷刷洗,以免损伤比色皿。
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