甲基红的酸离解平衡常数的测定课件.ppt

1、Department of Chemistry甲基红的酸离解平衡常数的测定一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理三、药品仪器三、药品仪器四、实验步骤四、实验步骤五、实验记录五、实验记录六、数据处理六、数据处理八、注意事项八、注意事项九、思考题九、思考题七、结果分析与讨论七、结果分析与讨论Department of Chemistry实验目的1.测定甲基红的酸离解平衡常数。2.掌握分光光度计和酸度计的使用方法。Department of Chemistry实验原理 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，

2、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：其离解平衡常数： HMRH MR甲基红的酸形式 甲基红的碱形式) 1 (HMRMRHK)2(lgHMRMRpHpKDepartment of Chemistry 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CH3COOHCH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH46范围内改变，因此比值MR/HMR可用分光光度法测定而求得。Department of Chemistry 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

3、定律，当c单位为molL1，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，HMRHMR l + a B，MR-MR l （4） 实验中若使用1cm比色皿，即l1 ，则由（3）式得：)5(HMR,lalaDMRMRAHMRAADepartment of Chemistry 将（5）式代入（4）式得： 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aB，HMR、aB，MR- 分别为在波长A和B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

4、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。)6()(,laaaaDaDaHMRHMRAMRBMRAHMRBAMRBBMRADepartment of Chemistry药品仪器1. 722型分光光度计2. pHS3型pH计容量瓶（100mL）3. 移液管 （10mL）4. 温度计（0100）5. 甲基红贮备液：0.5g晶体甲基红溶于300ml 95%的乙醇 中，用蒸馏水稀释至500ml。 6. 标准甲基红溶液：取8ml贮备液加50ml 95%的乙醇稀 释至100ml。7. PH为6.84的标准缓冲溶液8. 醋酸钠溶液 0.04 mo

5、l L-1 、 0.01 mol L-1 9. 醋酸 0.02 mol L-1 10. 盐酸 0.1 mol L-1 、0.01 mol L-1Department of Chemistry实验步骤调节分光光度计测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR）的最大吸收波长测定在A和B下各溶液的光密度DA和DB，测各溶液的pH值测定它们在A、B下的摩尔吸光系数标定酸度计 Department of Chemistry1.722型分光光度计的使用 (1)将灵敏度旋钮调置“1”档，（放大倍率最小）； (2)开启电源预热20分钟，选择开关置“T”，波长调置测试用波长； (3)打开试样室盖（光门自动关闭），调节

6、“0”旋钮，使数字显示为“00.0”； (4)放入参比液，调节100%旋钮，使数字显示为“100.0”；（如不到100.0，适当调整灵敏度的档度，同时重复“3”）； (5)选择开关置于“A”调节吸光度调零旋钮，数字显示为0.000，移入被测溶液，显示A值。 (6)改变测试波长，稍等片刻，重新调整0和100%后，比色皿光面通光路。Department of Chemistry2.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 0.1molL-1HCl，稀释

7、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25mL0.04molL-1 CH3COONa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式存在。 取部分A液和B液分别放在2个1cm比色皿内，在350600nm之间每隔10nm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A、B。Department of Chemistry取部分A液和B液，分别各用0.01 molL-1 的HCl和 0.01 molL-1 的CH3COONa稀释至它们原浓度的0.75，0.50，0.25倍及原溶液，制成一

8、系列待测液。在波长A和B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A下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR）的aA，HMR、 aA，MR-及在B下的aB，HMR、 aB，MR-。3. 检验HMR和MR是否符合比尔定律并测定它们在A、 B下的摩尔吸光系数。 Department of Chemistry4.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25mL 0.04 molL-1 CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02 molL-1 的CH3COOH，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测

9、定在A和B下各溶液的光密度DA和DB，用酸度计测得各溶液的pH值。Department of Chemistry实验数据记录实验日期： ；室温： ；气压： KPa 1.测定甲基红HMR和MR的最大吸收波长2.测定HMR和MR在A、B下的摩尔吸光系数3.求不同pH值下HMR和MR的相对量Department of Chemistry1.测定甲基红HMR和MR-的最大吸收波长波长/nm350360370380390400410420430440450460470480光密度DA光密度DB波长/nm490500510520530540550560570580590600610620光密度DA光密度D

10、BDepartment of Chemistry2. 测定HMR和MR- 在A、B下的摩尔吸光系数A液的倍数1.00.750.500.25A下的DB下的DB液的倍数1.00.750.500.25A下的DB下的D作图求出摩尔吸光系数；由得aA，HMR；由得aB，HMR ；由得aA，MR- ；由得a B， MR-Department of Chemistry3.求不同pH值下HMR和MR的相对量溶液序号1234A下的DB下的DpHDepartment of Chemistry数据处理1.找出甲基红HMR和MR-的最大吸收波长2.作图求出摩尔吸光系数；由得aA,HMR；由得aB,HMR ；由得aA,

11、MR- ；由得a B, MR-3.计算出甲基红的酸离解平衡常数 4.与文献值比较Department of Chemistry2. 测定HMR和MR- 在A、B下的摩尔吸光系数A液的倍数1.00.750.500.25A下的DB下的DB液的倍数1.00.750.500.25A下的DB下的D作图求出摩尔吸光系数；由得aA，HMR；由得aB，HMR ；由得aA，MR- ；由得a B， MR-Department of Chemistry溶液序号PHpK1234HMRMRlgHMRMR3.计算出甲基红的酸离解平衡常数 )2(lgHMRMRpHpK)5(HMR,lalaDMRMRAHMRAA)6()(,

12、laaaaDaDaHMRHMRAMRBMRAHMRBAMRBBMRADepartment of Chemistry文献值：其最大吸收峰的波长其最大吸收峰的波长 1 152052010nm10nm； 2 242542510nm10nm在室温范围内甲基红的在室温范围内甲基红的pKpK为为5.055.050.150.15 Department of Chemistry实验结果与讨论结果：实测值为pK=计算实验偏差：分析产生偏差的原因：有何建议与想法？Department of Chemistry注意事项：1.恒温；2.改变测试波长，稍等片刻，重新调整0和100%后，比色皿光面通光路；Department of Chemistry思考题 1.在本实验中，温度对测定结果有何影响？采取哪些措施可以减少由此而引起的实验误差？ 2.甲基红酸式吸收曲线和硒式吸收曲线的交点称之为“等色点”，讨论在等色点处光密度和甲基红浓度的关系。 3.什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？ 4.在光密度测定中，应该怎样选用比色皿。