液相反应平衡常数

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1、实验八液相反应平衡常数1.实验目的及要求1）掌握一种测定弱电解质电离常数的方法。2）掌握分光光度计的测试原理和使用方法。3）掌握pH计的原理和使用。2.实验原理根据Beer-Lambert定律，溶液对于单色光的吸收，遵守下列关系式：（1）式中A为吸光度；I／I。为透光率；k为摩尔吸光系数，它是溶液的特性常数；l为被测溶液的厚度；c为溶液浓度。在分光光度分析中，将每一种单色光，分别、依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的吸光度，以吸光度A对波长λ作图，就可以得到该物质的分光光度曲线，或吸收光谱曲线，如图1所示。由图可以看出，对应于某一波长有一个最大的吸收峰，用这一波长的入射光通过该溶液就

2、有着最佳的灵敏度。图1分光光度曲线从(1)式可以看出，对于固定长度吸收槽，在对应最大吸收峰的波长(入)下测定不同浓度c的吸光度，就可作出线性的A～C线，这就是光度法的定量分析的基础。以上讨论是对于单组分溶液的情况，对含有两种以上组分的溶液，情况就要复杂一些。1）若两种被测定组分的吸收曲线彼此不相重合，这种情况很简单，就等于分别测定两种单组分溶液。2）两种被测定组分的吸收曲线相重合，且遵守Beer-Lambert定律，则可在两波长λ1及λ2时(λ1、λ2是两种组分单独存在时吸收曲线最大吸收峰波长)测定其总吸光度，然后换算成被测定物质的浓度。根据Beer-Lambert定律，假定吸收槽的长度一

3、定，则（2）（3）（4）此处AAλ1、AAλ2、ABλ1、ABλ2分别代表在λ1及λ2时组分A和B的吸光度。由(3)式可得：（5）将(5)式代入(4)式得：（6）这些不同的K值均可由纯物质求得，也就是说，在纯物质的最大吸收峰的波长λ时，测定吸光度A和浓度c的关系。如果在该波长处符合贝尔一郎比定律，那么A～C为直线，直线的斜率为K值，是混合溶液在λ1、λ2时测得的总吸光度，因此根据(5)、(6)式即可计算混合溶液中组分A和组分B的浓度。3）若两种被测组分的吸收曲线相互重合，而又不遵守贝尔-郎比定律。4）混合溶液中含有未知组分的吸收曲线。3与4两种情况，由于计算及处理比较复杂，此处不讨论。本实

4、验是用分光光度法测定弱电解质(甲基红)的电离常数，由于甲基红本身带有颜色，而且在有机溶剂中电离度很小，所以用一般的化学分析法或其它物理化学方法进行测定都有困难，但用分光光度法可不必将其分离，且同时能测定两组分的浓度。甲基红在有机溶剂中形成下列平衡：甲基红的电离常数或（7）由(7)式可知，只要测定溶液中[B]与[A]的浓度及溶液的pH值。(由于本体系的吸收曲线属于上述讨论中的第二种类型，因此可用分光光度法通过(5)、(6)两式求出[B]与[A]的浓度)，即可求得甲基红的电离常数。3.仪器与药品紫外-可见分光光度计（Unico2000）l台，pHs-3c型酸度计1台，容量瓶(100mL)7只，

5、量筒(100mL)1只，烧杯(100mL)4只，移液管(25mL，胖肚)2支，移液管(10mL，刻度)2支，洗耳球1只。酒精(95％，化学纯)，盐酸(0.1mol／L)，盐酸(0.01mol／LL)，醋酸钠(0.01mol／L),醋酸钠(0.04mol／L)，醋酸(O．02mol／L)，甲基红(固体)。’4.实验步骤1）溶液制备(1)甲基红溶液将1g晶体甲基红加300mL95％酒精，用蒸馏水稀释到500mL（已配制，公用）。(2)标准溶液取10mL上述配好的溶液加50mL95％酒精，用蒸馏水稀释到100mL。(3)溶液A将10mL标准溶液加10mL0.1mol／LHCl，用蒸馏水稀释至10

6、0mL。(4)溶液B将10mL标准溶液加25mL0.04mol／LNaAc，用蒸馏水稀释至100mL。溶液A的pH约为2，甲基红以酸式存在。溶液B的pH约为8，甲基红以碱式存在。把溶液A、溶液B和空白溶液(蒸馏水)分别放入三个洁净的比色槽内，测定吸收光谱曲线。2）测定吸收光谱曲线(1)用分光光度计测定溶液A和溶液B的吸收光谱曲线求出最大吸收峰的波长。波长从360nm开始，每隔20nm测定一次(每改变一次波长都要先用空白溶液校正)，直至620nm为止。由所得的吸光度A与λ绘制A～λ曲线，从而求得溶液A和溶液B的最大吸收峰波长λ1和λ2。(2)求KAλ1、KAλ2、KBλ1、KBλ2将A溶液用

7、0.01mol／LHCl稀释至开始浓度的0.8倍（取20mLA溶液用0.01mol／LHCl稀释至25mL），0.50倍（取12.5mLA溶液用0.01mol／LHCl稀释至25mL），0.3倍（取7.5mLA溶液用0.01mol／LHCl稀释至25mL）。将B溶液用0.01mol／LNaAc稀释至开始浓度的0.8倍（取20mLB溶液用0.01mol／LNaAc稀释至25mL），0.50倍（取12.5mLB溶液用0.01