甲基红的酸离解平衡常数的测定

甲基红的酸离解平衡常数的测定 一、实验目的二、实验原理三、药品仪器四、实验步骤五、实验记录六、数据处理七、结果分析与讨论八、注意事项九、思考题

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。实验目的

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，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。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，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： H＋＋ MR－ HMR 甲基红的酸形式甲基红的碱形式实验原理其离解平衡常数：

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CH3COOH－CH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH＝4~6范围内改变，因此比值[MR－]/[HMR]可用分光光度法测定而求得。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CH3COOH－CH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH＝4~6范围内改变，因此比值[MR－]/[HMR]可用分光光度法测定而求得。

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－比尔定律，当c单位为mol·L－1，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，HMR[HMR] l + a B，MR-[MR－] l（4）实验中若使用1cm比色皿，即l＝1 ，则由（3）式得：

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λA和λB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。

1. 722型分光光度计 2. pHS－3型pH计容量瓶（100mL） 3. 移液管（10mL） 4. 温度计（0~100℃） 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 mol· 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-1 药品仪器

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它们在λA、λB下的摩尔吸光系数标定酸度计测定在λA和λB下各溶液的光密度DA和DB，测各溶液的pH值实验步骤

1.722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“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。

2.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 0.1 mol·L-1HCl，稀释至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25mL0.04 mol·L-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350~600 nm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λA、λB。

3. 检验HMR和MR—是否符合比尔定律并测定它们在λA、 λB下的摩尔吸光系数。取部分A液和B液，分别各用0.01 mol·L-1的HCl和 0.01 mol·L-1的CH3COONa稀释至它们原浓度的0.75，0.50，0.25倍及原溶液，制成一系列待测液。在波长λA和λB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λA下甲基红酸式（HMR）和碱式（MR－）的aA，HMR、 aA，MR-及在λB下的aB，HMR、 aB，MR-。

4.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 mol·L-1 CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02 mol·L-1的CH3COOH，然后用蒸馏水稀释至刻度制成一系列待测液。测定在λA和λB下各溶液的光密度DA和DB，用酸度计测得各溶液的pH值。

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λA、λB下的摩尔吸光系数 3.求不同pH值下HMR和MR－的相对量实验数据记录

1.测定甲基红HMR和MR-的最大吸收波长

2. 测定HMR和MR-在λA、λB下的摩尔吸光系数 作图求出摩尔吸光系数；由①得aA，HMR；由②得aB，HMR；由③得aA，MR-；由④得a B， MR-

3.求不同pH值下HMR和MR－的相对量

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①得aA,HMR；由②得aB,HMR；由③得aA,MR-；由④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

2. 测定HMR和MR-在λA、λB下的摩尔吸光系数 作图求出摩尔吸光系数；由①得aA，HMR；由②得aB，HMR；由③得aA，MR-；由④得a B， MR-

3.计算出甲基红的酸离解平衡常数

其最大吸收峰的波长 λ1＝520±10nm；λ2＝425±10nm 在室温范围内甲基红的pK为5.05±0.15 文献值：

⑴结果：实测值为pK= ⑵计算实验偏差： ⑶分析产生偏差的原因： ⑷有何建议与想法？实验结果与讨论

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；注意事项：

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？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。思考题

甲基红的酸离解平衡常数的测定

甲基红的酸离解平衡常数的测定

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