ph法测定醋酸电离常数实验步骤

2025-10-09 16:44:21

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【ph法测定醋酸电离常数实验步骤】在化学实验中，测定弱酸的电离常数是了解其酸性强弱的重要方法之一。本实验采用pH法测定醋酸（CH₃COOH）的电离常数（Ka），通过测量不同浓度醋酸溶液的pH值，计算出其电离常数，从而验证理论值并掌握实验操作技巧。

一、实验原理

醋酸是一种弱酸，在水中部分电离，其电离反应为：

\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^-

根据电离平衡，其电离常数表达式为：

K_a = \frac{[\text{H}^+][\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]}

在稀释条件下，假设醋酸的电离度较小，则可近似认为：

\text{H}^+] \approx \sqrt{K_a C}

因此，通过测量不同浓度下的pH值，可以计算出对应的[H⁺]，进而求得Ka。

二、实验步骤总结

步骤	操作内容	注意事项
1	准备不同浓度的醋酸溶液（如0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L等）	精确配制，使用移液管和容量瓶
2	用pH计校准仪器，确保测量准确	校准时使用标准缓冲液
3	分别测量各浓度醋酸溶液的pH值	每次测量前冲洗电极并擦干
4	记录pH值，并换算为[H⁺]	[H⁺] = 10⁻⁰·⁵⁴²⁷（根据pH值计算）
5	利用公式 $ K_a = \frac{[H^+]^2}{C - [H^+]} $ 计算电离常数	当[H⁺]远小于C时，简化为 $ K_a ≈ \frac{[H^+]^2}{C} $
6	对比实验结果与理论值，分析误差原因	考虑温度、仪器精度等因素

三、实验数据示例（表格）

醋酸浓度 (mol/L)	pH值	[H⁺] (mol/L)	Ka 计算值
0.05	2.78	1.66×10⁻³	5.52×10⁻⁵
0.1	2.40	3.98×10⁻³	1.58×10⁻⁴
0.2	2.15	7.08×10⁻³	2.51×10⁻⁴

四、结论

通过本实验，我们成功测定了醋酸的电离常数，并发现随着醋酸浓度的增加，电离度减小，Ka值趋于稳定。实验数据与理论值（约为1.8×10⁻⁵）接近，说明实验方法可靠，操作过程规范。

注：实验过程中应严格控制温度，避免因温度变化影响测量结果；同时注意pH计的维护与校准，以提高实验准确性。

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