2013级本科药学专业无机化学课程实验设计
氨水的电离平衡常数Kb的测定
Determination of ionization equilibrium constant of Kb ammonia
2013级本科药学专业19班1组
董俊谦201340157
2013年12月
氨水的电离平衡常数Kb的测定
【实验目的】
1.掌握pH计法测定氨水的电离平衡常数 ;
2.学习使用pH计测定溶液的pH值;
3.巩固滴定管、移液管、容量瓶及分析天平的
规范
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操作。
【实验原理】
1.氨水是一种弱碱,NH3在水中存在以下电离平衡
NH3+H2O
NH4++OH-
Kb代
表
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电离平衡常数,C为氨水的初始浓度,[NH4+] [NH3] [OH-]分别为其电离平衡浓度,一定温度下则有电离平衡常数
Kb=
若可测出氨水的浓度和该溶液的pH值就可以根据公式算出Kb,C可用HCl标准溶液滴定得到,由于滴定突跃发生在酸性范围内,所以用甲基橙做指示剂,滴定终点由黄色变为橙红色。
2. [OH-]可由pH值间接测出
3.HCl溶液的标定:由于盐酸易挥发出HCl气体,故不能直接配制得到,只能先配制近似浓度的溶液,再用一级标准为Na2CO3标定得到。
4.当盐酸加入Na2CO3溶液中,
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
选用甲基橙做指示剂,到滴定终点时,溶液由黄色变为橙红色
C(HCl)=
×1000(mol/L)
【仪器与试剂】
仪器:酸度计、滴定台、酸式滴定管(250ml)、锥形瓶(250ml×6)、烧杯(100ml×4)、移液管(10ml、20ml)、胶头滴管、玻璃棒、容量瓶、(100ml×2、50ml×4)、分析天平。
试剂:1mol/L氨水、0.1mol/LHCl溶液、甲基橙、蒸馏水、分析纯无水Na2CO3
【实验步骤】
一、0.1mol/L HCl溶液的标定
(1)配置Na2CO3标准溶液,用分析天平称取0.4-0.6g(精确至±0.0001g)分析纯无水Na2CO3溶液稀释,转移至100ml容量瓶中定容备用。
(2)取20ml洁净的移液管,用少量碳酸钠溶液0.1mol/L HCl溶液,然后取20.00ml碳酸钠溶液于锥形瓶中,再加入2滴甲基橙做指示剂,摇匀,临近滴定终点时用蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下。将酸式滴定管用少量待装的0.1mol/L HCl溶液润洗2-3次,然后装满待标定的盐酸溶液(排除尖端气泡),调整并记下滴定管的初始读数。用待标定的盐酸溶液进行滴定,直至溶液变为橙红色且30s内不褪色,记下末读数,按照上述方法重复滴定3次。
(3)在下表内做好
记录
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并处理
0.1mol/L HCl溶液的标定
实验序号
1
2
3
甲基橙指示剂/滴
2
2
2
终点颜色变化
黄
橙红
黄
橙红
黄
橙红
V(Na2CO3)/ml
20.00
20.00
20.00
m(Na2CO3)/g
C(Na2CO3)/(mol
L-1)
V初(HCl)/ml
V末(HCl)/ml
△V(HCl)/ml
V平均(HCl)/ml
C(HCl)/(mol
L-1)
C平均(HCl)/(mol
L-1)
相对平均偏差/%
室温
二、0.1mol/L氨水的配制:用10ml的移液管吸取10.00mol/L的氨水于100ml的容量瓶中,配制成100.00ml的溶液
3、NH3
H2O溶液浓度的测定:
用20ml的移液管吸取20.00ml 0.1mol/L氨水于锥形瓶中,加入2滴甲基橙作为指示剂,用已知浓度的盐酸标准溶液进行滴定,至溶液变为橙红色,且30S内不褪色。
依据下表记录数据并处理,平行滴定三次。
C(NH3)=
mol/L
NH3
H2O溶液浓度的测定
实验序号
1
2
3
甲基橙指示剂/滴
2
2
2
终点颜色变化
黄
橙红
黄
橙红
黄
橙红
V(NH3
H2O)/ml
20.00
20.00
20.00
V终(HCl)/ml
V初(HCl)/ml
△V(HCl)/ml
V平均(HCl)/ml
C(HCl)/(mol
L-1)
C(NH3
H2O)/(mol
L-1)
C平均(NH3
H2O)/(mol
L-1)
相对平均偏差/%
室温
4、pH值的测定
取两个50ml的容量瓶,分别加入已知准确浓度的氨水5.00ml、20.00ml分别稀释为50.00ml的溶液
取稀释后的氨水和稀释前的分别装入3个干燥的小烧杯中,用酸度计测其pH值,利用公式p(OH-)=14-pH算出p(OH-),从而得出[OH-]。
计算Kb于下表记录数据并处理
氨水解离常数的测定
实验序号
1
2
3
C原始(NH3
H2O)/(mol
L-1)
V原始(NH3
H2O)/ml
V总/ml
C稀释(NH3
H2O)/(mol
L-1)
pH
p(OH-)=14-pH
[OH-]/(mol
L-1)
Kb
K平均
相对平均偏差/%
室温
【参考文献】
李雪华.基础化学实验.第二版.北京:人民卫生出版社P49-50、P88
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