實驗用分光光度法測定弱電解質的電離常數(shù)

用分光光度法測定弱電解質的電離常數(shù)一、實驗目的和要求掌握一種測定弱電解質的電離常數(shù)的方法。掌握分光光度法測定甲基紅電離常數(shù)的基本原理。掌握分光光度計及pH計的原理和使用。二、實驗原理根據(jù)朗伯-比耳（Lanbert-Bear）定律，溶液對單色光的吸收，遵守下列關系式:式中，A為吸光度；I/I0為透光率T；k為摩爾吸光系數(shù)它是溶液的特性常數(shù)；C為溶液濃度；l為溶液的厚度。在分光光度分析中，將每一種單色光，分別依次地通過某一溶液，測定溶液對每一種光波的吸光度，以吸光度A對波長X作圖，由圖可以看出，對應于某一波長有一個最大的吸收峰用這一波長的入射光通過該溶液就有最佳的靈敏度。從1式可以看出，對于固定長度吸收槽，在對應的最大吸收峰的波長X）下測定不同濃度c的吸光度，就可以做出線性的A?C，就是光度法的定量分析的基礎。以上討論是對于單組份溶液的情況，對于含有兩種以上組分的溶液，情況就要復雜一些。若兩種被測定組分的吸收曲線彼此不相重合，這種情況就很簡單，就等于分別測定兩種單組分溶液。若兩種被測定組分的吸收曲線相重合，且遵守貝爾-郎比定律，則可在兩波長Xi及X2時（Xi、X2是兩種組分單獨存在時吸收曲線最大吸收峰波長）測定其總吸光度，然后換算成被測定物質的濃度。根據(jù)貝爾-郎比定律，假定吸收槽長度一定時，則對于單組份A：Aa=K?CaI2對于單組份B：Ab=KbCbIX1X2設Aa+B，Aa+B分別代表時及人時混合溶液的總吸光度，則12Aa+b=Aa+Ab=KaCa+KbCbX1X2X1XX11X1X1Aa+b二二Aa+Ab二二KaCa+KbCbX2X2X2X2X2此處A?、Ab、Aa、Ab分別代表七及X2時組分A和B的吸光度。由3式可得:CbAa+b—KaCCb'Kb'X1將5式代入4式:

CaKbAa+b-KbAa+b

氣人人CaKaKb—Kb2kA人2人]人2，1這些不同的K值均可由純物質求得，也就是說，在純物質的最大吸收峰人時，測定吸光度A和濃度C的關系。如果在該波長處符合貝爾-郎比定律，那么a~c為直線，直線的斜率為k值，aa+b、aa；b是混合溶液在%，氣十二冊的總吸光度，因此根據(jù)5、6式即可計算混合溶液中組分A和組分B的濃度。本實驗是用分光光度法測定弱電解質(甲基紅)的電離常數(shù)，猶豫甲基紅本身帶有顏色，而且在有機溶劑中電離度很小，所以用一般的化學分析法或者其它物理方法進行測定都有困難，但用分光光度法可不必將其分離，且同時能測定兩組分的濃度。甲基紅在有機溶劑中形成下列平衡：堿式(MR)黃色堿式(MR)黃色Cb或pK=pH-1g一4Ca由7式知，只要測定溶液中［B］與［A］的濃度及溶液的pH值，即可求得甲基紅的電離常數(shù)。三、儀器試劑儀器：722型分光光度計1臺；pHs-3D型酸度計1臺；容量瓶(100mL)7只；量筒(100mL)1只；燒杯100mL，4只)；移液管(10mL，刻度)2支；洗耳球1只試劑：酒精(95%，化學純)；HCl(0.1mol/L)；HCl(0.01mol/L)；醋酸鈉(0.04mol/L)；甲基紅溶液四、實驗步驟制備溶液甲基紅溶液將1g甲基紅加300mL95%的乙醇，用蒸餾水稀釋至500mL容量瓶中。甲基紅標準溶液取10mL上述溶液，加入50mL95%乙醇，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A取10.00mL甲基紅標準溶液，加入0.1mol/L鹽酸10mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液B取10mL甲基紅標準溶液，加入0.04mol/L醋酸鈉25mL，用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中。溶液A的pH約為2，甲基紅以酸式存在。溶液B的pH約為8，甲基紅以堿式存在。將溶液A、B和空白液(蒸餾水)分別放入三個潔凈的比色皿內(nèi)，測定吸收光譜曲線。吸收光譜曲線的測定(1)用752分光光度計測定溶液A和溶液B的吸收光譜曲線并求出最大吸收峰的波長。波長從360n