|
[摘要]本文通过多次实验对PH法和电导法从实验原理、实验用品、实验步骤、实验结果等方面进行了比较，得出了PH法的测定过程比电导法费时、测定结果不如电导法准确、相对标准偏差比电导法大、测定原理比电导法容易理解，在科研训练中应采用电导法测定醋酸电离常数的结论。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com [关键词] 醋酸 电离常数 PH法 电导法 paper51.com 无机化学实验中，弱电解质醋酸的电离平衡常数是采用PH法测定的。该法是用酸度计（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。物理化学实验中，醋酸的电离平衡常数是用电导率法测定的，此方法只要通过实验测得醋酸的浓度和该浓度的电导率，便可求得一定温度下醋酸的电离常数。由于电离常数受温度的影响，不同时间、不同地点室温不同，所测得的电离常数也不相同，无法对比和判断其准确度和精确度。作者从实验原理、实验用品、实验步骤、实验结果等方面对两种方法做了对比研究，旨在找出两种方法各自的优缺点。 paper51.com 1 原理 http://www.paper51.com 1.1 PH法 paper51.com
醋酸是一元弱酸，在水溶液中存在下列平衡：HAc H++ Ac– 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
http://www.paper51.com HAc 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
内容来自论文无忧网 www.paper51.com (1) copyright paper51.com 设醋酸的原始浓度为C，平衡时，[H+] = [Ac–]，[HAc] = C – [H+]，则代入(1)式得 copyright paper51.com (2) paper51.com 若在一定温度下，用PH计测定一系列已知浓度的醋酸的PH值，则[H+]= 10– pH，代入(2)式即可得到一系列的Ka值，取其平均值，即为该温度下的醋酸的电离常数。 paper51.com 1.2电导法 http://www.paper51.com
电解质溶液导电能力的大小通常以电阻R或电导G表示，电导为电阻的倒数，电阻的单位为欧(Ω)，电导的单位为西(S)。 内容来自www.paper51.com 温度一定时，两电极间溶液的电导与电极之间的距离l成反比，与电极的面积A成正比。 http://www.paper51.com (1) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
称为电导率，即两电极距离为1cm，电极面积为1cm2时溶液的电导(单位)。当两电极距离l和面积A一定时，l /A为一常数，称为电极常数。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
摩尔电导率是指距离为1 cm的两平行电极间放置含有1mol电解质的溶液，此溶液的电导率称为摩尔电导率 (为了便于应用摩尔电导率比较电解质的导电能力，应取1/n电解质化学式量为摩尔的基本单元)摩尔电导率和电导率有如下关系： 内容来自www.paper51.com (2) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com c：电解质溶液的物质的量浓度(以电解质的化学式量为基本单元) copyright paper51.com
n：一式量溶质中阳离子或阴离子的电荷总数。 paper51.com 溶液无限稀释时的摩尔电导率称为极限摩尔电导率。 copyright paper51.com 一定温度下，溶液的摩尔电导率和离子的真实浓度成正比。当溶液无限稀释时，弱电解质可看作全部电离，此时测得的电导率为极限摩尔电导率。对于某一弱电解质在一定温度下它的极限摩尔电导率有一定值，表-1是HAc的极限摩尔电导率。对于某一弱电解质，其电离度α等于浓度为c的摩尔电导率和溶液无限稀释时的极限摩尔电导率之比。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
(3) copyright paper51.com 表-1 醋酸的极限摩尔电导率 paper51.com T/K paper51.com 273 http://www.paper51.com 291 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 298 paper51.com 303 内容来自www.paper51.com
copyright paper51.com
245 内容来自www.paper51.com 349 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 390.7 内容来自www.paper51.com 421.8 内容来自www.paper51.com 醋酸在溶液中电离达到平衡时有如下关系 copyright paper51.com (4) http://www.paper51.com
将(3)式代入(4)式得 paper51.com
(5) http://www.paper51.com 将(2)式代入(5)式得 http://www.paper51.com (6) 内容来自www.paper51.com
所以只要通过实验测得醋酸的浓度和该浓度的电导率，便可求得一定温度下醋酸的电离常数。 内容来自www.paper51.com 2 实验 copyright paper51.com 2.1 PH法 copyright paper51.com 2.1.1仪器和试剂 内容来自www.paper51.com 仪器： phs-3cPH计一套， 50mL容量瓶4个，100mL烧杯4个，移液管(25mL,10 mL，5 mL)，50mL酸式滴定管2支，玻棒4根，滴定台。 copyright paper51.com 药品： 0.1000 mol∙ L-1HAc标准溶液，NaOH (0.2000mol·L-1)，酚酞指示剂 内容来自论文无忧网 www.paper51.com |