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：

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、酚䣭指示劑、0.100 M 氯乙酸、

儀器

pH 計、滴定儀器

步驟

　

氯乙酸有腐蝕性，而酚䣭溶液則易燃。

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. 加入酚䣭指示劑，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：

酸

Ka 值 (mol dm- 3)

乙酸

1.7´ 10- 5

氯乙酸

1.3´ 10- 3

二氯乙酸

5.0´ 10- 2

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.】