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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. 西南大学化学实验示范中心. 一、实验目的. 测定甲基红的酸离解平衡常数。 掌握 723 型分光光度计和 pHS － 2 型 pH 计的使用方法。. 二、实验原理. 　　　甲基红（对一二甲氨基一邻一胺基偶氯苯）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，在碱性浴液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。 　　　在酸性溶液中它以两种离子形式存在；. 其离解平衡常数： 公式 1

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甲基红的酸离解平衡常数的测定

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Presentation Transcript

  1. 甲基红的酸离解平衡常数的测定 西南大学化学实验示范中心

  2. 一、实验目的 • 测定甲基红的酸离解平衡常数。 • 掌握723型分光光度计和pHS－2型pH计的使用方法。

  3. 二、实验原理 　　　甲基红（对一二甲氨基一邻一胺基偶氯苯）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，在碱性浴液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。 　　　在酸性溶液中它以两种离子形式存在；

  4. 其离解平衡常数： 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

  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　　　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 　　　当c单位为mol.L-1，l的单位为cm时，α为摩尔吸光系数。

  6. 由此可推知甲基红溶液中总的光密度为： DA、DB分别为在HMR和MR的最大吸收波长处所测得的总的吸光度。αA,HMR、αA，MR-和αB,HMR、αB，MR-，分别为在波长λA和λB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pH≈2的具有各种浓度的甲基红酸性溶液,在波长λA分别测定各溶液的光密度D，作D~c图，得到一条通过原点的直线。　　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pH≈2的具有各种浓度的甲基红酸性溶液,在波长λA分别测定各溶液的光密度D，作D~c图，得到一条通过原点的直线。 　　由直线斜率可求得αA,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）； PHS－2型pH计 1台； 100mL容量瓶 6个； 10mL移液管 3支； 0—100℃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50mL的乙醇稀释至100mL。 3．pH为6.84的标准缓冲溶液。 4．CH3COONa (0.04mol.L-1) CH3COONa (0.01mol.L-1) CH3COOH (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10mlL0.1mol.L-1的HCl，稀释至100mL。此溶液的pH大约为2，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25mL0.04mol.L-1CH3COONa溶液稀释至100mL，此溶液的pH大约为8，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350~600nm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。

  10. 2、检验HMR和MR-是否符合比耳定律，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0.01mol.L-1和HCl和CH3COONa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λA、λB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αA,HMR、αA,MR-、αB,HMR、αB,MR-。

  11. 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CH3COONa溶液，并分别加入50mL、25mL、10mL、5mL的0.02mol.L-1的CH3COOH，然后用蒸镏水定容。测定两波长下各溶液的光密度DA、DB，用pH计测定溶液的pH值。

  12. 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。

  13. 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？

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