實驗十五:弱酸離解常數的測定
引言
簡單來說,酸的強弱是與它的離解程度有關的;強酸會在水中完全離解,而弱酸則只會在水中部分離解。
雖然有時可用酸溶液的 pH 值來比較酸的強弱,但它會隨酸濃度的改變而轉變;而離解常數(Ka) 郤不會隨酸濃度的改變而轉變。因此,可用離解常數來準確地比較酸的強弱。
假設有一弱酸 (HA) 在水中部分離解:
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若 [HA(aq)] = [A-(aq)],則 pH = pKa。
本實驗用氫氧化鈉溶液滴定一弱酸,直至 [HA(aq)] = [A-(aq)],量度此時混合液的 pH 值,則可求得該弱酸的 Ka 值。
透過測定不同弱酸的 Ka 值,便可比較各酸的強度。
化學藥品
0.100 M 乙酸、0.100 M 氫氧化鈉溶液、酚�V指示劑、0.100 M 氯乙酸、
儀器
pH 計、滴定儀器
步驟
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氯乙酸有腐蝕性,而酚�V溶液則易燃。 進行實驗時必須戴上安全眼鏡。 |
1. 校準 pH 計。
2. 利用移液管吸取 10.0 cm3 的 0.100 M 乙酸放進一錐形瓶中。
3. 加入酚�V指示劑,用 0.100 M 氫氧化鈉溶液來滴定。
4. 再加入 10.0 cm3 的 0.100 M 乙酸於錐形瓶中,搖勻混合液。
5. 用 pH 計量度該混合液的 pH 值。
6. 用氯乙酸代替乙酸,重複步驟 2-5:
討論
1. 求出乙酸及氯乙酸的 Ka 值。
2. 把實驗求得的 Ka 值與文獻所載的數值作一比較。
3. 由文獻所載的 Ka 值,比較各酸的強度,解釋這些差異。
【文獻所載的 Ka 值:
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酸 |
Ka 值 (mol dm- 3) |
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乙酸 |
1.7´ 10- 5 |
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氯乙酸 |
1.3´ 10- 3 |
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二氯乙酸 |
5.0´ 10- 2 |
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三氯乙酸 |
2.3´ 10- 1 |
資料來源: Revised Nuffield Advanced Science: Book of Data, Nuffield-Chelsea Curriculum Trust, Longman 1984.】