6 实验六甲基红酸离解平衡常数的测定

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验六 甲基红酸离解 平衡常数的测定,1,一、实验目的,1、测定甲基红的酸离解平衡常数。,2、掌握分光光度计和pH计(酸度计)的使用方法。,2,二、实验原理,甲基红（对-二甲氨基-邻-羧基偶氮苯）的分子式为 ,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。,在酸性溶液中它以两种离子形式存在；,3,4,它的离解平衡常数：,公式1,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CH,3,COOHCH,3,COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH46范围内改变，因此比值MRHMR可用分光光度法测定而求得,5,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，由朗伯比尔定律,式中：c为溶液的浓度，单位为mol.L-1， 为溶液的厚度，单位为cm时；为摩尔吸光系数，单位是L. mol,-1,.cm,-1,6,由此可推知甲基红溶液中总的光密度为：,D,A,、D,B,分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的吸光度。,A,.,HMR,、,A,.,MR-,和,B,HMR,、,B.MR-,，分别为在波长,A,和,B,下的摩尔吸光系数。,公式2,公式3,7,各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得。例如首先配制出pH2的具有各种浓度的甲基红酸性溶液,在波长,A,分别测定各溶液的光密度D，作Dc图，得到一条通过原点的直线。由直线斜率可求得,A.HMR,值，其余摩尔吸光系数求法类同，从而求出MR-与HMR的相对量。再测得溶液pH值最后按公式1求K值,8,三、仪器与试剂,723型分光光度计 1台（带有自制恒温夹套）；,PHS2型pH计 1台； 100ml容量瓶 6个；,10ml移液管 3支； 0100温度计 1支。,1、甲基红贮备液：0.5g晶体甲基红溶于300ml95的乙醇中，用蒸馏水稀释至500ml。,2、标准甲基红溶液：取8ml贮备液加50ml95%的乙醇再用蒸馏水稀释至100ml。,3、pH为6.84的标准缓冲溶液。,4、CH,3,COONa (0.04mol.l,-1,) CH,3,COONa (0.01mol.l,-1,),CH,3,COOH (0.02mol.l,-1,),HCl (0.1mol.l,-1,) HCl (0.01mol.l,-1,),9,四、实验步骤,1、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10ml 0.1mol.l,-1,的HCl，稀释至100ml。此溶液的pH大约为2（不需测定），因此此时的甲基红以HMR存在。,第二份溶液（B）：,取10ml标准甲基红溶液和25ml 0.04mol.l,-1,CH,3,COONa溶液稀释至100ml，此溶液的pH大约为8 （不需测定），因此甲基红完全以MR,-,存在。,取部分A液和B液分别放在1cm的比色皿内，在,400550nm,之间每隔10nm测定它们相对于水的光密度。找出最大吸收波长,A,和,B,。,10,2、检验HMR和MR,-,是否符合比耳定律，并测定它们在,A,、,B,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CH,3,COONa稀释至原溶液的0.75、0.5、0.25倍及原溶液，为一系列待测液，在,A,、,B,下测定这些溶液相对于水的光密度。由光密度对溶液浓度作图，并计算两波长下甲基红HMR和MR,-,的,A,HMR,、,A,MR-,、,B,HMR,、,B,MR-,。,11,50ml烧杯内配置,12,50ml烧杯内配置,用A溶液 用B溶液,13,3、求不同pH下HMR和MR,-,的相对量。,在4个100ml容量瓶中分别加入10ml标准甲基红溶液和25ml 0.04mol.l,-1,的CH,3,COONa溶液，并分别加入50ml、25ml、10ml、5ml 0.02mol.l,-1,的CH,3,COOH，然后用蒸镏水定容。测定两波长下各溶液的光密度D,A,、D,B,，用pH计测定溶液的pH值。,14,4个100ml容量瓶内配置,15,求pK,由于光密度是HMR和MR,-,之和，所以溶液中HMR和MR,-,的相对量用公式2和公式3方程组求得。再代入公式1，可计算出甲基红的酸离解平衡常数pK。,16,五、思考题,1、在本实验中，温度对实验有何影响？采取什么措施可以减少这种影响？,2、甲基红酸式吸收曲线与碱式吸收曲线的交点称为“等色点”，讨论此点处光密度与甲基红浓度的关系。,3、为什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？,4、在光密度测定中，应该怎样选择比色皿？,17,