1、用分光光度法测定弱电解质的电离常数长江师范学院化学化工学院长江师范学院化学化工学院【目的要求】v1.用分光光度法测定弱电解质的电离常数。v2.掌握分光光度法测定甲基红电离常数的基本原理。v3.掌握分光光度计及pH计的正确使用方法。实验原理v本实验测定电解质(甲基红)的电离常数，是根据甲基红在电离前后具有不同颜色和对单色光的吸收特性，借助于分光光度法的原理，测定其电离常数.vHMR(酸式,红色)HMR碱式(黄色)朗伯-比耳(Lanbert-Bear)定律溶液对单色光的吸收遵守下列关系式朗伯-比耳(Lanbert-Bear)定律：(3)式中，A为吸光度；I/I0为透光率T；C为溶液浓度；l为溶液的
2、厚度；k为消光系数。溶液中如含有一种组分，其对不同波长的单色光的吸收程度，如以波长()为横坐标，吸光度(A)为纵坐标可得一条曲线，如图1中.单组分a和单组分b的曲线均称为吸收曲线，亦称吸收光谱曲线。根据公式(3)，当吸收槽长度一定时，则 AakaCa (4)AbkbCb (5)如在该波长时，溶液遵守朗伯-比耳定律，可选用此波长进行单组分的测定。溶液中单组分的测定溶液中单组分的测定图1 部分重合的吸收曲线(nm)溶液中双组分吸光度的测定u溶液中含有两种组分(或两种组分以上)的溶液，各自具有特征的光吸收曲线，并在各组分的吸收曲线互不干扰时，可在不同波长下，对各组分进行吸光度测定。u当溶液中两种组分
3、a、b各具有特征的光吸收曲线，且均遵守朗伯-比耳定律，但吸收曲线部分重合，如图1所示，则两组分(a+b)溶液的吸光度应等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性。u吸收槽长度一定时，则混合溶液在波长分别为a和b时的吸光度 可表示为:单组分在波长为a和b时的k值。而a和b可以通过测定单组分的光吸收曲线，分别求得其最大吸收波长。如在该波长下，各组分均遵守朗伯-比耳定律，则其测得的吸光度与单组分浓度应为线性关系，直线的斜率即为k各物质在各吸收波长时的吸收系数。再通过两组分的混合溶液的吸光度测定即可以测得，根据(8)、(9)两式可以求出MR-和HMR值。【仪器试剂】752分光光度计分光光度计1台；精密精
4、密pH计计1台；pH复合电极复合电极；容量瓶；烧杯；移液管。95%乙醇(A.R.)；HCl(0.1moldm-3)；甲基红(A.R.)；醋酸钠(0.05moldm-3、0.01moldm-3)；醋酸(0.02moldm-3)。实验步骤1.制备溶液制备溶液2.吸收光谱曲线的测定吸收光谱曲线的测定3.验证朗伯验证朗伯-比耳定律比耳定律,求出求出 4.测定混合溶液的总吸光度及其测定混合溶液的总吸光度及其pH值。值。1.制备溶液u(1)甲基红溶液甲基红溶液 称取1g甲基红，加入300mL95%的乙醇，待溶后，用蒸馏水稀释至500mL容量瓶中。u(2)甲基红标准溶液甲基红标准溶液 取10.00mL上述溶
5、液，加入50mL95%乙醇，用蒸馏水稀释100mL至容量瓶中。u(3)溶液溶液a 取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.1moldm-3盐酸10mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。u(4)溶液溶液b 取10.00mL甲基红标准溶液，加入0.04moldm-3醋酸钠25mL，用蒸馏水稀释至100mL容量瓶中。2.吸收光谱曲线的测定u接通电压，预热仪器。测定溶液a和溶液b的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长a和b。u波长从360nm开始，每隔20nm测定一次，在吸收高峰附近，在40nm范围内，每隔5nm测定一次，每改变一次波长都要用空白溶液校正，直至波长为620nm为止。作A-曲线。u求出波
6、长a和b值。3.验证朗伯-比耳定律,求出u(1)分别将溶液a用0.01moldm-3盐酸稀释为原来浓度的0.75倍、0.50倍和0.25倍；溶液B用 0.01moldm-3醋酸钠稀释至原来浓度的0.75倍、0.50倍和0.25倍。u(2)在波长为a、b处分别测定上述各溶液的吸光度A。如果在a、b处，上述溶液符合朗伯-比耳定律，则可得四条A-C直线，由此可求出k值。4.测定混合溶液的总吸光度及其pH值(1)取4个100mL容量瓶，分别配制含甲基红标准液、醋酸钠溶液和醋酸溶液的四种混合溶液。(2)分别用a和b波长测定上述四个溶液的总吸光度。(3)测定上述四个溶液的pH值。编号编号试剂用量/mL甲基
7、红标准液醋酸纳溶液(0.05moldm-3)醋酸溶液(0.02moldm-3)A102050B102025C102010D10205【数据处理】1.根据实验步骤根据实验步骤2测得的数据作测得的数据作A-图，绘制溶液图，绘制溶液a和溶液和溶液b的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的的吸收光谱曲线，求出最大吸收峰的波长波长a和和b。2.实验步骤实验步骤3中得到四组中得到四组A-C关系图，从图上可求关系图，从图上可求得单组分溶液得单组分溶液a和溶液和溶液b在波长各为在波长各为a和和b时的时的四个吸光系数四个吸光系数 3.由实验步骤由实验步骤4所测得的混合溶液的总吸光度，所测得的混合溶液的总吸光度，根据根据(8)、(9)两式，求出各混合溶液中两式，求出各混合溶液中MR-、HMR值。值。4.根据测得的根据测得的pH值，按值，按(2)式求出各混合溶液中式求出各混合溶液中甲基红的电离平衡常数，对甲基红的电离平衡常数，对4个个K值求平均。值求平均。【注意事项】p甲基红溶液、甲基红标准溶液配好后应盛于棕色瓶中。p使用分光光度计时，先接通电源，预热20min。为了延长光电管的寿命，在不测定时，应将暗盒盖打开；注意拉杆的使用。p使用精密pH计前应预热，使仪器稳定，然后标定。使用中注意保护电极，使用后套上装有电极补充液的电极套。p本实验数据处理可用Excl处理，但要设计好页面。
