甲基红解离常数

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1、物理化学实验实验一甲基红的酸离解平衡常数的测定一、目的1．测定甲基红的酸离解平衡常数。2．掌握分光光度计和酸度计的使用方法。二、基本原理甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）是一种弱酸型的染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR－）两种形式，它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。在溶液中存在一个离解平衡，简单地写成：HMRH＋＋MR－甲基红的酸形式甲基红的碱形式其离解平衡常数：（1）（2）由于HMR和MR－两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单CH3COOH－CH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色

2、在pH＝4～6范围内改变，因此比值[MR－]/[HMR]可用分光光度法测定而求得。对一化学反应平衡体系，分光光度计测得的光密度包括各物质的贡献，根据朗伯－比尔定律，当c单位为mol·L－1，l单位为cm时，a为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液中总的光密度为：DA＝aA，HMR[HMR]l+aA，MR-[MR－]l（3）DB＝aB，HMR[HMR]l+aB，MR-[MR－]l（4）实验中若使用1cm比色皿，即l＝1，则由（3）式得：4物理化学实验（5）将（5）式代入（4）式得：（6）DA、DB分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的光密度。aA，HMR、aA，MR-和a

3、B，HMR、aB，MR-分别为在波长λA和λB下的摩尔吸光系数。各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得。[MR－]与[HMR]的相对量可由（5）、（6）式得出，pH值可由酸度计测定得出；最后按（2）式求出pK值。三、仪器和试剂723PC型分光光度计1台pHS－10A型pH计1台容量瓶（100mL）6个移液管（25mL）3个移液管（5mL、10mL、25mL各1支）温度计（0～100℃）1支甲基红贮备液：0.5g晶体甲基红溶于50ml95%的乙醇中，用蒸馏水稀释至500ml。标准甲基红溶液：取8ml贮备液加50ml95%的乙醇稀释至100ml。PH为6.84的标准缓冲溶液醋酸钠溶液

4、0.04M、0.01M醋酸0.02M盐酸0.1M、0.01M四、实验步骤1．调节仪器打开酸度计、分光光度计的电源，预热20分钟；2．测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR－）的最大吸收波长。测定下述两种甲基红总浓度相等的溶液的光密度随波长的变化，即可找出最大吸收波长。第一份溶液（A）：取10mL标准甲基红溶液，加10mL0.1mol·L-1HCl，稀释至100mL，此溶液的pH值大约为2，因此甲基红完全以HMR式存在。第二份溶液（B）：取10mL标准甲基红溶液和25mL0.04mol·L-1CH3COONa溶液，稀释至100mL，此溶液的pH值大约为8，因此甲基红完全以MR－式存

5、在。取部分A液和B液分别放在2个1cm比色皿内，在350～600nm之间测定它们相对于水的光密度。由光密度对波长作图，找出最大吸收波长λA、λB。3．检验HMR和MR—是否符合比尔定律并测定它们在λA、λB下的摩尔吸光系数。取部分A液和B液，分别各用0.01mol·L-1的HCl和0.01mol·L-1的CH3COONa4物理化学实验稀释至它们原浓度的0.75，0.50，0.25倍及原溶液，制成一系列待测液。在波长λA和λB下测定这些溶液相对于水的光密度。由光密度对浓度作图并计算在λA下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR－）的aA，HMR、aA，MR-及在λB下的aB，HMR、a

6、B，MR-。4．求不同pH值下HMR和MR－的相对量在四个100mL的容量瓶中分别加入10mL标准甲基红溶液和25mL0.04mol·L-1CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02mol·L-1的CH3COOH，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测定在λA和λB下各溶液的光密度DA和DB。用酸度计测得各溶液的pH值。五、数据记录和处理实验日期：；室温：℃；气压：KPa1.测定甲基红HMR和MR-的最大吸收波长2.测定HMR和MR－在λA、λB下的摩尔吸光系数A液的倍数1.00.750.50.25①λA下的D②λB下的DB液的倍数1.0

7、0.750.50.25③λA下的D④λB下的D作图求出摩尔吸光系数；由①得aA，HMR；由②得aB，HMR；由③得aA，MR-；由④得aB，MR-3.求不同pH值下HMR和MR－的相对量溶液序号1234λA下的DAλB下的DBpH4.计算出甲基红的酸离解平衡常数4物理化学实验溶液序号pHpK文献值：其最大吸收峰的波长λA＝520±10nm；λB＝425±10nm在室温范围内甲基红的pK为5.05±0.155.实验结果与讨论1)结果：实测值为pK=2)计算实验偏差：3)分析产生偏差的原因：4)