采用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

采用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解一種測(cè)定弱電解質(zhì)電離常數(shù)的方法。2、 掌握分光光度計(jì)的測(cè)試原理和使用方法。3、 進(jìn)一步熟練掌握pH的原理和使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)朗伯-比耳定律，溶液對(duì)單色光的吸收，遵守下列關(guān)系式：A=-\g—=lg-=kCI-■ ①式中，A為吸光度；I/I0為透光率T；k為摩爾吸光系數(shù)它是溶液的特性常數(shù)；C為溶液濃度；l為溶液的厚度。在分光光度分析中，將每一種單色光，分別依次地通過(guò)某一溶液，測(cè)定溶液對(duì)每一種光波的吸光度，以吸光度A對(duì)波長(zhǎng)入作圖，由圖可以看出，對(duì)應(yīng)于某一波長(zhǎng)有一個(gè)最大的吸收峰用這一波長(zhǎng)的入射光通過(guò)該溶液就有最佳的靈敏度。從①式可以看出，對(duì)于固定長(zhǎng)度吸收槽，在對(duì)應(yīng)的最大吸收峰的波長(zhǎng)入）下測(cè)定不同濃度c的吸光度，就可以做出線性的A~C，就是光度法的定量分析的基礎(chǔ)。以上討論是對(duì)于單組份溶液的情況，對(duì)于含有兩種以上組分的溶液，情況就要復(fù)雜一些。若兩種被測(cè)定組分的吸收曲線彼此不相重合，這種情況就很簡(jiǎn)單，就等于分別測(cè)定兩種單組分溶液。若兩種被測(cè)定組分的吸收曲線相重合，且遵守貝爾-郎比定律，則可在兩波長(zhǎng)入1及入2時(shí)（入1、入2是兩種組分單獨(dú)存在時(shí)吸收曲線最大吸收峰波長(zhǎng)）測(cè)定其總吸光度，然后換算成被測(cè)定物質(zhì)的濃度。根據(jù)貝爾-郎比定律，假定吸收槽長(zhǎng)度一定時(shí)，則對(duì)于單組份A：Aa=KaCaI 2對(duì)于單組份B：Ab=KbCbI粉嚴(yán)AA+B分別代表在及2時(shí)混合溶液的總吸光度，則

Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX XXX X1 1 1 1 1Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX2Aa+bAa+b一KaCaCb=1 21Kb11將5式代入4式:KbAa+b一KbAa+b XKaKb一Kb2 XKaKb一Kb2kAX2 X1 X2 X1本實(shí)驗(yàn)是用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)（甲基紅）的電離常數(shù)，猶豫甲基紅本身帶有顏色，而且在有機(jī)溶劑中電離度很小，所以用一般的化學(xué)分析法或者其它物理方法進(jìn)行測(cè)定都有困難，但用分光光度法可不必將其分離，且同時(shí)能測(cè)定兩組分的濃度。甲基紅在有機(jī)溶劑中形成下列平衡:甲基紅的電離常數(shù):Ca測(cè)定兩組分的濃度。甲基紅在有機(jī)溶劑中形成下列平衡:甲基紅的電離常數(shù):Ca。 …CBPK=PH一用枳-Ca由7式知，只要測(cè)定溶液中［B］與［A］的濃度及溶液的pH值，即可求得甲基紅的電離常數(shù)。實(shí)驗(yàn)儀器及試劑儀器：722型分光光度計(jì)1臺(tái)；pHs-3D型酸度計(jì)1臺(tái)；容量瓶(100mL)7只；量筒(100mL)1只；燒杯100mL,4只)；移液管(10mL,刻度)2支；洗耳球1只試劑：酒精(95%，化學(xué)純)；HCl(0.1mol/L)；HCl(0.01mol/L)；醋酸鈉(0.04mol/L)；甲基紅溶液四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 制備溶液甲基紅溶液將1g甲基紅加300mL95%的乙醇，用蒸餾水稀釋至500mL容量瓶中。甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液取10mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A取10.00mL甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入0.1mol/L鹽酸10mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液B取10mL甲基紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入0.04mol/L醋酸鈉25mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A的pH約為2，甲基紅以酸式存在。溶液B的pH約為8，甲基紅以堿式存在。將溶液A、B和空白液(蒸餾水)分別放入三個(gè)潔凈的比色皿內(nèi)，測(cè)定吸收光譜曲線。2、 吸收光譜曲線的測(cè)定用752分光光度計(jì)測(cè)定溶液A和溶液B的吸收光譜曲線并求出最大吸收峰的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)從360nm開(kāi)始，每隔20nm測(cè)定一次(每改變一次波長(zhǎng)都有先用空白溶液校正)，直至620nm為止。由所得的吸光度A與入作A-入曲線，從而求得溶液A和溶液B的最大吸收峰波長(zhǎng)入1和入2。求Kf、Kf、Kf、K?。將A溶液用0.01mol?L-1HCl稀釋至開(kāi)始濃度人1 A1人2 人2的0.75、0.50、0.25倍。B溶液用0.01mol?L-1NaAc稀釋至開(kāi)始濃度的0.75、0.50、0.25倍。并在溶液A、溶液B的最大吸收峰波長(zhǎng)入1、入2處測(cè)定上述各溶液的吸光度。如果在入1、入2處上述溶液符合朗伯-比耳定律，則可得四條A-c直線，由此可求出Kf、KB、KA、KB。，1 ，1 人2 ”23、混合溶液的總吸光度及其pH的測(cè)定(1)配制四個(gè)混合液10mL標(biāo)準(zhǔn)溶液+25mL0.04mol-L-iNaAc+50mL0.02mol-L-iHAc，用蒸餾水稀釋至100mL。10mL標(biāo)準(zhǔn)溶液+25mL0.04mol?L-1NaAc+25mL0.02mol?L-1HAc，用蒸餾水稀釋至100mL。10mL標(biāo)準(zhǔn)溶液+25mL0.04mol?L-1NaAc+10mL0.02mol?L-1HAc，用蒸餾水稀釋至100mL。10mL標(biāo)準(zhǔn)溶液+25mL0.04mol?L-1NaAc+5mL0.02mol?L-1HAc，用蒸餾水稀釋至100mL。條件允許，可用超級(jí)恒溫水浴25°C恒溫5min后在進(jìn)行測(cè)量。用入1、入2的波長(zhǎng)測(cè)定上述四個(gè)溶液的吸光度。測(cè)定上述四個(gè)溶液的pH值。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理與處理結(jié)果吸光度A一波長(zhǎng)入表入溶液A的吸光度溶液B的吸光度3600.0320.2133800.0350.2954000.0370.3824200.0690.4074400.1550.3974600.3320.3254800.5610.2145000.7760.1025200.8850.0435400.7520.0245600.4310.0215800.1020.0186000.0150.014

6200.0030.012由圖得，溶液A的最大吸收峰波長(zhǎng)入1=520由圖得，溶液A的最大吸收峰波長(zhǎng)入1=520,溶液B的最大吸收峰波長(zhǎng)入2=420。200400800T-溶液A的吸光度-■-溶液日的吸光度波長(zhǎng)為入1時(shí)溶液A、B的吸光度表溶液A的濃度吸光度溶液B的濃度吸光度0.750.5120.750.0320.500.3160.500.0140.250.1820.250.006U.182波長(zhǎng)為溶液A濃度與吸光度的關(guān)系0.6O.S0.316T-U.182波長(zhǎng)為溶液A濃度與吸光度的關(guān)系0.6O.S0.316T-吸光度——線性（吸光度）Y三D一皿+ 0.512由圖得，Ka=0.66。人1波長(zhǎng)為Al溶液B濃度與吸光度的關(guān)系由圖得，、=0.052。波長(zhǎng)為入2時(shí)溶液A、B的吸光度表溶液A的濃度吸光度溶液B的吸光度吸光度0.750.1560.750.1830.500.1320.500.1310.250.1140.250.073由圖得，K?=0.084九2

由圖得，K?=0.22Ao混合溶液數(shù)據(jù)記錄表組別吸光度入1入2C(A)C（B）pHpK10.3820.1740.5320.5944.784.73220.3860.2130.5240.7725.084.91230.2430.2470.2881.0185.474.92240.1450.3040.1141.3426.135.059組別1:KBAA+B—KBAA+B 0.052*0.174-0.22*0.382C(A)= %%= =0.532耿普-普耿0.084*0.052-0.22*0.66今+b-KfC(A) 0.382-0.66*0.532C(B)= ^1 = =0.5940.052、, 糜0.0520.594=4.78-1^——=4.7320.594=4.78-1^——=4.7320.532C(B)PK=PH-1m同理得，組別2:C(A)=0.524C(B)=0.772pK=4.912組別3:C(A)=0.288C(B)=1.342pK=4.922組別4：C（A）=0.114C（B）=1.342pK=5.059六、討論1、為什么NaAc加入甲基紅會(huì)變黃?甲基紅在有機(jī)溶劑中形成下列平衡：晞晞g一備②由平衡關(guān)系可以看出，增大溶液酸度，甲基紅以HMR結(jié)構(gòu)形式存在，溶液顯紅色；降低溶液的酸度，甲基紅以MR-離子結(jié)構(gòu)形式存在，溶液顯黃色。NaAc溶液為弱堿性溶液，加入甲基紅中，導(dǎo)致溶液酸度降低，但酸度降低較小，溶液顏色在紅、黃之間，呈橙色。2、醋酸的電離常數(shù)的測(cè)定。1） 不同濃度的HAc溶液的配制用酸式滴定管分別取5.00mL，10.00mL，25.00mL