（一）缓冲溶液法

【实验目的】

1.利用测缓冲溶液的pH方法测定弱酸HAc的值。

2.学习移液管和容量瓶的使用方法，并练习配制溶液。

3.学习酸度计的使用方法。

【预习与思考】

由测定等浓度的HAc和NaAc混合溶液的pH来确定HAc的解离常数的基本原理是什么？

【基本原理】

在HAc和NaAc组成的缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时，c（HAc）≈c0（HAc），c（Ac-）≈c0（NaAc）。酸性缓冲溶液pH的计算公式为：

对于由相同浓度HAc和NaAc组成的缓冲溶液，则有：

本实验中，量取两份相同体积、相同浓度的HAc溶液，在其中一份中滴加NaOH溶液至恰好中和（以酚酞为指示剂），然后加入另一份HAc溶液，即得到等浓度的HAc-NaAc缓冲溶液，测其pH即可得到（HAc）及（HAc）。

【实验用品】

仪器：酸度计，复合电极（玻璃电极或甘汞电极）烧杯（50mL 4只，100mL 2只），容量瓶（50mL 3只），移液管（25mL），吸量管（10mL），量筒（10mL 4只），玻璃棒，洗耳球。

药品：HAc（0.10mol·L-1），NaOH（0.10mol·L-1）。

其他：酚酞（1％）。

【实验步骤】

用酸度计测定等浓度的HAc和NaAc混合溶液的pH。

1.配制不同浓度的HAc溶液

实验室备有已标编号的小烧杯和容量瓶。用4号烧杯盛已知准确浓度的HAc溶液。用吸量管（10mL）从烧杯中吸取0.10mol·L-1HAc溶液5.00mL、10.00mL分别放入1号、2号容量瓶中，用移液管（25mL）从烧杯中吸取25.00mL 0.10mol·L-1HAc溶液放入3号容量瓶中，分别用蒸馏水稀释到刻度，摇匀。连同未稀释的HAc溶液可得到4种浓度不同的溶液，由稀到浓依次编号为1、2、3、4。计算每份HAc溶液的准确浓度。

2.制备等浓度的HAc和NaAc混合溶液

从1号容量瓶中用10mL量筒量取10mL HAc溶液于1号烧杯中，加入1滴酚酞溶液后用滴管滴入NaOH溶液（0.10mol·L-1）至酚酞变色，半分钟内不褪色为止。再从1号容量瓶中取出10mL HAc溶液加入到1号烧杯中，混合均匀。以2号、3号容量瓶中的已知浓度的HAc溶液和实验室中准备的HAc溶液（0.10mol·L-1）（作为4号溶液），重复上述实验。

3.测定pH值

分别测定1～4号烧杯中混合溶液的pH值，这一数值就是HAc的（HAc）。

【数据记录和结果处理】

将实验中测得的有关数据填入表2-12中，计算出4个（HAc）值并求（HAc）和样本标准偏差s。

表2-12　缓冲溶液法测定醋酸解离常数实验数据及结果处理

（二）pH法

【实验目的】

1.掌握用pH法测定HAc解离度和解离常数的原理和方法。

2.加深对弱电解质解离平衡的理解。

3.学习酸度计、滴定管和容量瓶的使用。

【预习与思考】

1.实验中所用的烧杯和吸量管分别用哪种HAc溶液润洗？容量瓶是否要用HAc溶液润洗？

2.若改变所测HAc溶液的浓度和温度，HAc的解离度和解离常数有无变化？

【基本原理】

醋酸（HAc）是弱电解质，在水溶液中存在下列解离平衡：

平衡常数表达式为：

若c为HAc的起始浓度，［H+］、［Ac-］、［HAc］分别为氢离子、醋酸根、醋酸的平衡浓度，为解离平衡常数，则在纯水中［H+］=［Ac-］，［HAc］=c-［H+］。当解离度α

实验中用酸度计测出已知浓度HAc溶液的pH，即可求出HAc的解离常数和解离度。这种方法称为pH法。

【实验用品】

仪器：酸度计，容量瓶（50mL）3只，烧杯（50mL）4只，酸式滴定管1支，洗耳球1个。

药品：HAc（0.1mol·L-1，实验室标定浓度）标准溶液。

【实验步骤】

1.配制不同浓度的HAc溶液

用酸式滴定管分别放出5.00mL、10.00mL、25.00mL已知浓度的HAc溶液于3只50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀。连同未稀释的HAc溶液可得到4种浓度不同的溶液，由稀到浓依次编号为1、2、3、4。计算每份HAc溶液的准确浓度。

2.HAc溶液pH的测定。

用4只洁净干燥的50mL烧杯，分别取20mL左右上述4种浓度的HAc溶液（若烧杯不干燥，可用所盛的HAc溶液淋洗2～3遍，然后再倒入溶液）。按照由稀到浓的顺序分别测定它们的pH，记录各份溶液的pH和实验温度，并将pH换算成c（H+）。

【数据记录和结果处理】

将实验中测得的有关数据填入表2-13中，计算出（HAc）值并求（HAc）和样本标准偏差s。

表2-13　pH法测定醋酸解离常数和解离度实验数据及结果处理

（三）电导率法

【实验目的】

1.学习用电导率仪测定解离常数的原理和方法。

2.了解电导率仪的使用方法。

【预习与思考】

1.电解质溶液导电的特点是什么？

2.什么叫电导、电导率和摩尔电导率？

3.弱电解质的解离度与哪些因素有关？

4.测定HAc溶液的电导时，溶液为什么要由稀到浓进行？

【基本原理】

电解质溶液是离子电导体，在一定温度时，电解质溶液的电导（电阻的倒数）G为：

式中，κ为电导率，表示长度l为1m、截面积A为1m2导体的电导；单位为S·m-1。电导的单位为S［西（门子）］。

在一定温度下，电解质溶液的电导与溶质的性质及其浓度c有关。为了便于比较不同溶质的溶液的电导，常采用摩尔电导率Λm。它表示在相距1cm的两平行电极间，放置含有1单位物质的量的电解质的电导，其数值等于电导率κ乘以此溶液的全部体积。若溶液的浓度为c（mol·L-1），则含有1单位物质的量的电解质的溶液体积（m3·mol-1），于是溶液的摩尔电导为：

式中，Λm的单位为S·m·2mol-1。

根据稀释定律，弱电解质溶液的浓度c越小，弱电解质的解离度α越大；无限稀释时，弱电解质也可看作是完全解离的，即此时的α=100％。从而可知，一定温度下，某浓度c的摩尔电导率Λm与无限稀释时的摩尔电导率Λ∞之比，即为该弱电解质的解离度：

不同温度时，HAc的Λ∞值如表2-14所列。

表2-14　不同温度下HAc无限稀释时的摩尔电导率Λ∞

用电导率仪测定一系列已知起始浓度的HAc溶液的κ值，根据上面的公式，即可求得所对应的解离度α，也可得：

根据上式，可求得HAc的解离常数。

【实验用品】

仪器：电导率仪，滴定管（酸式）2支，烧杯（50mL）5只，铁架台。

药品：HAc（0.1mol·L-1，实验室标定浓度）标准溶液。

其他：滤纸片。

【实验步骤】

1.配制不同浓度的HAc溶液

将5只烘干的50mL烧杯编成1～5号。

在1号烧杯中，用滴定管准确放入24.00mL已标定的0.1mol·L-1HAc标准溶液。

在2号烧杯中，用滴定管准确放入12.00mL已标定的0.1mol·L-1HAc标准溶液，再利用另一根滴定管准确放入12.00mL去离子水。

用同样的方法，按照表2-15中的烧杯编号配制不同浓度的醋酸溶液。

表2-15　不同浓度醋酸的电导率

2.测定不同浓度HAc溶液的电导率

按照电导率仪的操作步骤，由稀到浓测定5号～1号溶液的电导率，将数据记录在表2-15中。

【数据记录和结果处理】

见表2-16。

表2-16　电导率法测定醋酸解离常数实验数据及结果处理

注：1.若室温不同于表中所列温度，极限摩尔电导率λ∞可由内插法求得。 2.电导率的单位为S·m-1，而在DDS-11A型电导率仪上读出的κ的单位为μS·cm-1，在计算时应该进行换算。

电极常数______________；室温______________℃；

在此温度下，由表2-14查得HAc的极限摩尔电导率Λ∞=___________S·m·2mol-1。