实验十一_pH值与两性电解质的电离度 .doc

國立高雄應用科技大學 實驗日期：102年11月27日 單元十一：pH值與兩性電解質的電離度 班級：四化材三甲 組別：第六組 學號:1100101148 姓名： 陳立陽 指導老師：吳瑞泰 教授 目錄 實驗目的 實驗原理 實驗步驟 補充資料 參考文獻 實驗目的 熟悉pH值測定方法 了解玻璃電極的構造及原理 了解pH值的定義及標準溶液的配製 測定溶液的pH值，轉而求電離常數及電離度。 實驗原理 pH值是一種氫離子濃度的表示法，pH= -log[H+]。 [H+]:氫離子濃度 p:-log pH計由指示電極(玻璃電極)、參考電極(甘汞電極)與pH計主體構成，將玻璃電極與甘汞電極插入待測溶液中形成電池，由Nernst公式可求電動勢並轉換成溶液的pH值。如需做溫度校正，可再增加一支溫度補賞電極。 目前也有一種電極為複合式電極，就是將玻璃電極與甘汞電極合而為一的電極。而複合式電極若將溫度補賞電極合併則為三合一電極。 本實驗在醋酸溶液中加入醋酸鈉(共同離子效應)，測量不同濃度的醋酸與醋酸鈉混合液pH值，可帶入公式求不同的Ka值，以pH值對log([CH3COO-]/[CH3COOH])作圖，外插法至log([CH3COO-]/[CH3COOH])值為零時，可由該點的pH值求Ka值，再求醋酸的電離度α。 公式:E=Eo+(RT/nF)ln[a]= Eo+(RT/nF)ln[H+] = Eo-(RT/nF)pH Log[Ka]=-pH+log[CH3COO-]/[CH3COOH] α=Ka/C’ pH計是一種用於測量液體的pH值的電子儀器（也有特殊的探針來測量半固體物質），可以確認物質的酸鹼性。一個典型的pH計由一個特殊的測量探頭〔玻璃電極〕連接到電壓表，量測並顯示pH讀數。 電離度：弱電解質在水中的電離達到平衡狀態時，已電離的溶質的分子數占原有溶質分子總數（包括已電離的和未電離的）的百分率，稱為電離度，通常用α來表示。公式為： 其中N（a）表示已電離的溶質分子數，N表示原有溶質分子總數。電離度實際上是一種平衡轉化率。電離度表示弱電解質在水中的電離程度。溫度相同、濃度相同時，不同弱電解質的電離度是不同的。同一弱電解質在不同濃度的水溶液中，其電離度也是不同的。一般遵循如下規律：溶液越稀，電離度越大。 PH計校正：使用pH計前，必須加以校正。一般先用pH 7的緩衝溶液校正，再用pH 4或10的緩衝溶液（視水樣之pH值而定），最後再用第三種緩衝溶液當做QC樣品，來查核校正線。緩衝溶液的pH值會受溫度影響，其影響程度對pH 10的緩衝溶液較pH 4的緩衝溶液明顯。是故緩衝溶液的溫度必須知道，以便進行溫度因子修正。 校正與操作步驟會因不同的儀器而有所不同。以25℃緩衝溶液校正直線其斜率為59.16mV/pH。 水樣的pH可能會在採樣後數小時甚至幾分鐘後會因為排氣（degassing）如二氧化碳、硫化氫及氨的溢散、礦物沈澱（如形成碳酸鈣），溫度改變、其他物理化學及生物反應而改變。 現場環境包括下雨、風、粉塵及太陽光都可能影響分析的結果，如可能的話儘量不要使儀器在操作過程曝露於惡劣的環境下。在乾燥、多風的天氣，pH計表面容易形成靜電，而導致錯誤的結果。 儀器校正過後，即可直接測量水樣，將pH電極與溫度探棒放入於樣品適當深度，至少停留60秒使其平衡。 如果pH meter系統包含自動溫度補償（automatic temperature compensator, ATC），使用ATC測量水溫。如果儀器系統不含自動溫度補償，使用一分離式已被校正過之溫度計，調整主機（meter）至同樣品溫度（如必要）。測值通常可很快地穩定在±0.05至0.1pH。記錄所觀察結果之中間值。如果讀值無法穩定，則記錄此結果於現場記錄表，並記錄最後五次讀值之中間值。 實驗步驟 1.校正pH計:以蒸餾水清洗電極，擦乾，用pH=7和4的標準緩衝液依照步驟校正。 2.精秤0.4gNaOH預定量瓶，加水至100ml，混勻溶解後形成0.1N-NaOH溶液。 3.取0.408g的KHP放入錐形瓶，加50ml水使溶解，在加入2~3滴酚酞指示計。以NaOH滴定KHP至為粉紅(30秒不消失)，再求NaOH濃度(N)。 4.配置0.1M- CH3COOH並標定:取3ml醋酸至500ml定量瓶，加水至500ml，搖勻混合形成0.1M CH3COOH。取20ml醋酸溶液滴2滴酚酞，以0.1N-NaOH標準溶液滴定至粉紅，紀錄醋酸溶液跟NaOH用量。 5.經秤4g醋酸鈉至500ml量瓶中，加水正500ml，混勻形成0.1M CH3COONa(不需標定) 6.測定pH值: (1)配置