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摘要：应用温度控制技术，控制温度在20℃下，分别用PH法和电导率法对同一醋酸溶液进行测定，测定结果比理论值偏大，温度的影响较为显著，也可能存在着系统误差。系统误差是测定中产生误差的主要来源，也是影响测定结果的因素，采取有效措施，减少实验系统误差，使测得的数据更接近理论值。同时对这两种方法的准确度和精确度进行了比较，也回答了为什么大多数用电导率法来测HAc电离常数的原因。 copyright paper51.com 关键词：pH法 电导率 电离常数 比较 内容来自www.paper51.com 1. 引言 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 电离常数在分析化学中是个重要的参数，测定电离常数结合了无机化学、分析化学、物理化学和仪器分析的理论及实验操作，在化学实验中具有重要的意义。考虑到成本问题，选用较为常见的HAc进行测定其电离常数。 http://www.paper51.com 查阅资料测定HAc电离常数有两种方法：pH法和电导率法。文献中常用电导率法测定弱电解质醋酸的电离平衡常数，为什么选用电导率法而不是其他方法来测量，为了弄清这个原因，选用另一种简单且常见的方法：pH法，通过用两种方法进行对比实验，通过比较两种方法的结果，探讨两种方法的优缺点来回答这个问题。电导率法是通过测定其在一定温度下的电导率，通过计算式计算出电离常数；pH法是用酸度计即pH 计测出一定浓度醋酸溶液的pH值,换算成氢离子浓度, 进一步可求得醋酸的电离常数。 http://www.paper51.com 由于电离常数受温度的影响比较显著，因此所测得的电离常数也不相同,无法对比和判断准确度和精确度。本实验的一个重点和难点就是要控制好温度。 paper51.com 2.原理 内容来自www.paper51.com 2.1 pH法[1] 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 醋酸在水中存在电离平衡:H2O + HAc ⇄ H3O+ + Ac-，其中Ka =, copyright paper51.com
HAc为一元弱酸，质子平衡（PBE）为:[H+]= [Ac-]+[OH-] = +, 内容来自www.paper51.com 即 [H+]=≈=， 得到 Ka =[2]， http://www.paper51.com
根据测出HAc的pH即[H+]，利用以上算式可算出Ka。 paper51.com
2.2 电导率法[3] http://www.paper51.com 以c为HAc的起始浓度,为HAc的电离度，电离平衡常数 Ka =,为HAc的标准浓度1mol/L。在一定温度下Ka为一常数,只要知道一定浓度下的电离度，就可求得Ka值。电导是电阻的倒数,测量电导就是测量电阻。 若两电极间的距离为l，电极面积为A，则电导G = kA/l，式中k为电导率或称比电导。电解质溶液的电导率不仅与温度有关，还与溶液的浓度有关。因此常用摩尔电导率来衡量电解质溶液的导电能力。与k 之间的关系如下式: http://www.paper51.com = k ×10- 3/ c paper51.com
式中的单位为Sm2/mol，k 的单位为S/m，c的单位为mol/L。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 弱电解质的电离度等于其浓度为c 时溶液的摩尔电导率和极限摩尔电导率 之比,即=，为无限稀溶液的摩尔电导率[4]。因此弱电解质的电离平衡常数可表示为: http://www.paper51.com
Ka = http://www.paper51.com 对于醋酸溶液25℃时, =390.71×10- 4 Sm2/mol. 如要计算其它温度t时的值,可以采用如下公式: 内容来自www.paper51.com (HAc) = (H+) +(Ac-) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
任意温度下的(H+) =[1+0.014×(t-25℃)] http://www.paper51.com (Ac-) =[1+0.02×(t-25℃)] 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
所以20℃下，(H+)=325.3×10-4 Sm2/mol copyright paper51.com (Ac-)=36.8×10-4Sm2/mol copyright paper51.com
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