弱酸电离平衡常数测定实验

汪云峰

(浙江省宁波市奉化区第二中学 315506)

一、提出问题

1.“化学是一门建立在实验基础上的科学”，在高二《化学反应原理》专题3第一单元“弱电解质的电离平衡”这个节课学习后，有个学生说只要测pH后可以求出电离平衡常数.

2.实验原理

以醋酸CH3COOH(简写为HAc)是一元弱酸，在溶液中存在下列电离平衡：

忽略水的电离，其电离常数为：

(1)

在单纯的HAc溶液中，若以c代表HAc的起始浓度，则[HAc]=c-[H+]，而 [H+]≈[Ac-]将此式代入式(1)，得

(2)

另外，HAc 的解离度α可表示为

α=[H+]/c

本实验的难点，测量真确定醋酸的浓度，pH得准确测定.

二、实验部分

1.仪器：移液管、容量瓶、滴定管、锥形瓶、烧杯、量筒、酸度计.

试剂：冰醋酸(或醋酸)、NaOH标准溶液(0.1mol·L-1)、标准缓冲溶液(pH = 6.86, 4.00)、酚酞溶液(1%).

2.实验步骤

(1)标准醋酸溶液的配置

①配置1000mL浓度为0.1mol·L-1的醋酸溶液

用天平取6.0 g冰醋酸(0.1 mol)置于烧杯中，加入200mL蒸馏水稀释，转入1000mL容量瓶配制浓度为0.1mol·L-1的醋酸溶液，备用.

②配制不同浓度的醋酸溶液

用滴定管分别放出2.50 mL、5.00mL、10.00mL、25.00mL已知浓度0.1mol·L-1的HAc溶液于三只50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀.连同未稀释的HAc溶液，可得一系列不同浓度的醋酸溶液.到四种不同浓度的溶液，由稀到浓依次编号为1、2、3、4、5， 分别用pH计测定它们的pH.

(实验数据入下表)

用另一干净的50mL容量瓶，从滴定管中放出25.00 mL HAc，再加入0.10 mol·L-1NaAc溶液5.00mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，编号为6.

3.pH的测定

用5只干燥的50mL烧杯，分别盛入上述五种溶液各30mL，按由稀到浓的次序在酸度计上测定它们的.

将数据记录与数据表中.

三、数据处理及结果计算

1.实验室配制的0.1mol·L-1HAc溶液

HAc溶液编号12345加入HAc的体积/mL2.505.0010.0025.0050.00稀释至50mL后HAc的浓度/mol·L-10.0050.010.020.050.1

注：下划线的表示计算后数据

2.数据记录与结果处理

测定时温度21℃

编号pHKaa/%13.52.0×10-56.0023.41.58×10-54.2433.21.99×10-53.0043.02.0×10-51.9052.91.58×10-51.26

3.数据分析

由于pH计是0.1级的精确度，Ka计算结果在1.58×10-5～2.0×10-5之间，只能勉强说明平衡常数中同一个数量级.

总之，通过学生测定pH实验，培养了高中学生对化学课的兴趣，把已学的知识运用到实验设计和操作，通过实验完成理论和实践结合.同时也提高学生对溶液中平衡问题的解题能力.

参考文献：

[1]曹锡章等. 无机化学[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]石秋芝等.醋酸弱电解质电离平衡常数测定实验的改进[J].中学化学教学参考，2011(3)：32-34.