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ph法与电导率法测定hac电离常数的实验研究

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。

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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

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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 =,

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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],

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根据测出HAc的pH即[H+],利用以上算式可算出Ka。

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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:

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 = k ×10- 3/ c

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式中的单位为Sm2/mol,k 的单位为S/m,c的单位为mol/L。

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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:

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Ka  =

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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-)

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任意温度下的(H+) =[1+0.014×(t-25℃)]

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(Ac-) =[1+0.02×(t-25℃)]

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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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