醋酸解離度和解離常數的測定

實驗目的 

1. 了解用pH計測定醋酸解離常數的原理和方法。 

2. 學會酸式滴定管及pHS-25型pH計的正確使用。 

實驗原理 

配制一系列已知濃度的醋酸溶液，在一定的溫度下，用pH計測定它們的pH值，根據pH= -lg[C(H+)/C0]，計算C(H+)，代入平衡常數關系式，可求得一系列( HAc)值，其平均值即為該溫度下的解離常數。 

儀器、藥品及材料 

儀器：pHS-25型pH計，復合電極，燒杯（50mL，4個），酸式滴定管（50mL，2支） 

藥品：HAc(0.1000mol·L-1) 

材料：碎濾紙、標準緩沖溶液 

實驗內容及步驟 

1. 配制系列已知濃度的醋酸溶液 

取5只干燥的50 mL燒杯，編號后，按表5-1用量，用酸式滴定管量取已知濃度的醋酸溶液（由實驗室提供），配制不同濃度的醋酸溶液。 

2. 醋酸溶液pH值的測定 

用pHS-25型pH計，按醋酸濃度由稀到濃的次序測定1~5號HAc溶液的pH值，記錄在表5-1中。 

3. 數據處理  計算表5-1中各項的值，計算出實驗室溫度時，HAc的解離常數，求算相對誤差并分析產生的原因。 

表5-1  實驗數據處理表 

實驗結果：實驗溫度時，醋酸的平衡常數為： 

(HAc) =（

1 +

2 +

3 +

4 +

5）÷5 

誤差分析：求算相對誤差，并分析誤差產生的原因。 

（文獻值：25℃時 

(HAc) =1.75×10-5） 

預習要求： 按表5-2中HAc和H2O的體積，溶液的溫度：25℃，HAc溶液的濃度：0.1000mol·L-1，

(HAc) = 1.75×10-5，計算各溶液的pH值。 

表5-2  預習數據表 

思考題  

1. 不同濃度的HAc溶液的解離度α是否相同，為什么？ 

2. 測定不同濃度HAc溶液的pH值時，為什么按由稀到濃的順序？ 

3. 若HAc溶液濃度很稀，能否應用下列近似公式： 

( HAc) ≈ C2(H+)/C(HAc)    求解離常數？為什么？ 

相關鏈接：醋酸解離度和解離常數的測定的其他方法 

 （1）緩沖溶液法 

根據緩沖溶液的計算公式：pH = pKa - lg｛C(HAc)/C(Ac-)｝ 

若C(HAc) = C(Ac-)，則上式簡化為pH = pKa   

由于 pKa = - lg Ka   因而，如果將HAc溶液分為體積相等的兩部分，其中一部分用NaOH溶液滴定至終點（此時HAc幾乎*轉化為Ac-），再與另一部分HAc溶液混合，即形成緩沖溶液，測定該混合溶液的pH值，即可得到HAc溶液的解離常數Ka。測定時無需知道HAc溶液和NaOH溶液的濃度。 

（2）電導率法 

    電解質溶液是離子電導體，在一定溫度時，電解質溶液的電導（電阻的倒數）λ為：  

                      λ = κA/l                            

式中κ為電導率（電阻的倒數），表示長度l為1m、截面積A為1m2 導體的電導；單位為S·m-1。電導的單位為S [西（門子）]。 

在一定溫度下，電解質溶液的電導λ與溶質的性質及其濃度c有關。為了便于比較不同溶質的溶液的電導，常采用摩爾電導λm。它表示在相距1㎝的兩平行電極間，放置含有1單位物質的量電解質的電導，其數值等于電導率κ乘以此溶液的全部體積。若溶液的濃度為c（mol·L-1）,則含有1單位物質的量電解質的溶液體積V=10-3/c（m3·mol-1），于是溶液的摩爾電導為 

λm=κV=10-3κ/c 

λm的單位為S·m2·mol-1。 

   根據稀釋定律，若電解質溶液的濃度c越小，若電解質的解離度α越大，無限稀釋時，若電解質也可看作是*解離的，即此時的α =。從而可知，一定溫度下，某濃度c的摩爾電導λm與無限稀釋時的摩爾電導λm，∞之比，即為該若電解質的解離度： 

α =λm/λm，∞ 

不同溫度時，HAc的λm，∞值如表5.3所示。 

表5.3  不同溫度下HAc無限稀釋時的摩爾電導λm，∞

籍電導率儀測定一系列已知起始濃度的HAc溶液的κ值，根據上面的公式，即可求得所對應的解離度α ，也可得： 

Ka = C0λm2/{λm，∞（λm，∞-λm）} 

根據上式，可求得HAc的解離常數Ka 。