甲基橙離解常數的測定
發布時間：2017-09-01
1、實驗目的
通過甲基橙離解常數的測定，掌握分光光度法測定一元弱酸離解常數的原理、方法和測定步驟。
2、實驗原理
測定弱酸的離解常數是在分析化學研究工作中經常遇到的問題，分光光度法中所用的顯色劑一般都是弱酸(或弱堿)，在研究這類新試劑時，需用分光光度法測定其離解常數。
對于一元弱酸，在溶液中存在以下平衡：
根據式(6.6)，只要知道溶液的pH值和［HB]／［B一]，就可以計算出離解常數Ka。pH值可用pH度計，［HB]和[B一]可從溶液的吸光度獲得。對于濃度為c的一元弱酸，可以準備3種溶液：一種是強酸性溶液，此時可以認為溶液中全部以HB形態存在，溶液的吸光度AHB為：
第二種溶液呈強堿性，HB完全離解成B-，溶液的吸光度AB-為：
如果溶液的pH值在pKa附近，HB和B一在溶液中共存，此時的吸光度AB-為:
由式(6.8)～式(6.11)，不難得到:
代入式(6.7)，得到:
由測得的溶液的pH、AHB、AB-和A，就可算出一元弱酸HB的離解常數。對于弱堿也有類似的算法。
甲基橙為一元弱酸，當甲基橙溶液在pH值為3.1～4.4時，存在以下平衡：
在某一濃度下，不同pH值的溶液中，甲基橙有圖6.10所示的吸收光譜。最高曲線為酸式(HMO)的吸收曲線，最低曲線為堿式(MO-)的吸收曲線，其他曲線為HMO和MO-共存時的曲線，它們的形狀與溶液的pH值有關。從圖6.10可以得到AHMO和AMO一,以及不同pH值時所對應的A值，代人式(6.13)，得到一組Pka值，取其平均值。
3、儀器與試劑
儀器：島津UV-2100紫外-可見分光光度計；
pH酸度計，
容量瓶：50mL 7個；
移液管：5mL，10mL各1支；
試劑：甲基橙溶液(2×10-4mol／L)：稱取65.4mg甲基橙，溶于水后，稀釋至1000mL；
KCl溶液：2.5mol／L；
HCl溶液：2mol／L；
氯乙酸一氯乙酸鈉緩沖溶液：總濃度為0.50mol／L，pH值分別為2.7，3.0和3.5；
HAc-Ac一緩沖溶液：總濃度為0.50mol／L，pH值分別為4.0，4.5和6.0。
4、實驗內容與步驟
(1)溶液配制
取7個50mL容量瓶，編號，按表6.3制備測定溶液。用水稀釋至刻度，搖勻，用pH計精確測定溶液的pH值。
(2)吸光度測定
用lcm吸收池，以水作參比，測定各溶液的吸光度，記下各測定結果。
5、注意事項
(1)pH值的測定應精確到小數點后第二位。
(2)溶液的配制將直接影響測定結果，容量瓶中甲基橙的含量盡可能相同。
6、數據處理
用測得的吸光度值和pH值，通過上述公式計算出甲基橙的離解常數Ka。
參考資料：現代儀器分析實驗與技術
