离解平衡实验报告及图片

成绩[2014.11.10]西安交通大学实验报告课程：无机化学实验实验名称：解离平衡第1页共7页一、实验目的1.加深理解铜离子效应、盐类水解平衡及其移动等基本原理和规律；2.学习缓冲溶液的配置方法，并试验器缓冲作用；3.学会弱酸或弱碱解离平衡常数的测量方法；4.学习使PH计测定溶液PH的方法；二、实验原理弱电解质在水中存在解离平衡，如醋酸HAc为弱电解质，其水溶液存在下列平衡：HAc=H++Ac起始浓度(mol/L)c00平衡浓度(mol/L)c-cαcαcαα为解离度,则HAc的解离平衡常数K为：Kaθ=])[]([])[(][]c][[2AcHHCHHAcAH若已知弱电解质的初始浓度并测量出解离平衡时氢离子浓度,可计算出弱电解质的解离平衡常数。弱电解质溶液中加入含有相同离子的另一强电解质时，弱电解质的解离程度降低的效应称为同离子效应。盐类水解可改变溶液的pH值，因为水解时可释放出H+和OH-生成弱电解质。如BICl3固体溶于水时就能产生BiOCl白色沉淀，同时溶液酸性增强。BiCl3+H2O2HCl+BiOCl缓冲溶液指的是弱酸（碱）及其盐的混合溶液，当将其稀释或其中加入少量的酸或碱时，溶液的pH值改变或减少。缓冲溶液的pH值（以HAc和NaAc为例）可用下式计算：Ph=Kaθ---lg)c(Acc(HAc)lg-K)()(apcc盐酸c(酸)、c（盐）、c（HAc）、c(Ac--)均指平衡时的物质的浓度三、实验用品仪器：pH计及pH电极，量筒（25mL，6个），点滴板，烧杯（50mL，4个），试管，酸式滴定管（2个），碎滤纸，pH试纸，pH为6.86的标准缓冲溶液，酒精灯，试管夹，铁架台，研钵，胶头滴管，漏斗，纱布，花瓣，植物叶子，酒精溶液(乙醇与水的体积[离解平衡]|AC41比为1：1)，玻璃棒试剂：HCl(0.1mol/L,1.0mol/L,2.0mol/L),HAc(0.1mol/L,1mol/L,0.2mol/L标准溶液),NaOH(0.1mol/L),NH3`H2O(0.1mol/L,1.0mol/L),NaCl(0.1mol/L),NaAc(0.1mol/L,1mol/L),Na2CO（0.1mol/L),NaHCO3(0.5mol/L),NH4Cl(0.1mol/L,1mol/L),Al2(SO4)3(0.1mol/L),Fe(NO3)3(0.1mol/L),BiCl3(0.1mol/L),CrCl3(0.1mol/L),HAc(0.1mol/L),NH4Ac,HCl(2mol/L),NH4Ac,甲基橙，酚酞四、实验步骤及实验内容1.同离子效应在装有2Ml0.1mol/LHAc溶液试管中加入1~2滴甲基橙指示剂，摇匀，观察溶液的颜色。然后分在两支试管中，一支试管做对比另一支试管另一支管中加入少量固体NH4Ac，振荡溶解，观察两支试管种溶液颜色变化。--实验操作现象（如图）解释○1.2mL0.1mol/LHAc1~2滴甲基橙指示剂溶液呈红色HAc发生解离，解离出H+,使溶液显酸性○2取1中溶液加入少量NH4Ac固体溶液变棕黄色Ac-增加，使得加入固体的试管中HAc=H++Ac解离程度降低2.盐类水解平衡及其移动1）.用pH试纸分别检验0.1mol/L的NaAc、NH4Cl、NaCl溶液和去离子水的pH值,将结果与计算值比较,观察溶液颜色的变化。---实验操作测量值计算值解释○10.1mol/LNaAc89.37NaAc是强碱弱酸盐，水解显碱性○20.1mol/LNH4Cl64.62NH4Cl是强酸弱碱盐，水解显酸性○30.1mol/LNaCl77NaCl是强酸和强碱盐，溶液中离子不发生水解○4去离子水62）.温度,溶液酸度对水解平衡的影响○1在试管中加入2mL1.0mol/LNaAc溶液和一滴酚酞溶液，摇匀,观察溶液颜色。将溶液加热，观察溶液颜色的变化。实验操作实验现象解释2mL1.0mol/LNaAc溶液一滴酚酞溶液加热前溶液为粉红色，加热后溶液变紫红色随着温度升高，Ac-的水解程度升高，溶液的ｐＨ增大实验现象如图：开始时，加热后○2在两支试管中分别加入2mL去离子水和3滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，摇匀。将一支试管用小火加热，观察溶液颜色变化。实验操作实验现象解释2mL去离子水和3滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液加热了的那支试管溶液颜色显得棕黄色，颜色明显且较深，而未加热的那只试管中颜色不太明显溶液中有反应：Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3OH-加热使得反应平衡向右移动，从而使得溶液颜色加深3）.溶液酸度对水解平衡的影响在试管中加入0.1mol/LBiCl3溶液1滴，加入2mL去离子水，观察溶液有何变化。再驻地加入2mol/LHCl溶液，观察现象。当沉淀刚刚消失后，再加水稀释又有何变化。实验操作实验现象解释○10.1mol/LBiCl3溶液1滴2mL去离子水有白色沉淀生成溶液中Bi3+发生水解生成沉淀○2待○1中稳定后，加入2mol/LHCl白色沉淀消失加酸后与白色沉淀反应，致白色沉淀消失○3待○2中稳定后加水稀释又有白色沉淀生成加水稀释后，Bi3+的水解程度增大，发生水解又生成白色沉淀实验现象：4).能水解盐类间的的相互作用○1在装有1mL0.1mol/LAl2(SO4)3溶液的试管中，加入1mL0.5mol/LNaHCO3溶液1mL,观察现象。实验操作实验现象解释1mL0.1mol/LAl2(SO4)3溶液1mL0.5mol/LNaHCO3溶液溶液成白色浑浊状态，并有大量气泡产生Al3+与HCO3-发生双水解。HCl水○2在试管中加入0.1mol/LCrCl31mL，加入1mL0.1mol/LNa2CO3溶液，观察实验现象。实验操作实验现象解释1mL0.1mol/LCrCl31mL0.1mol/LNa2CO3溶液变蓝黑色Cr3+与CO32-发生双水解，相互促进水解反应○3在试管中加入1mL1mol/LNH4Cl，再加入1mL1mol/LNa2CO3溶液，将湿润的红色石蕊试纸放置于管口，试管微微加热，观察现象。实验操作实验现象解释1mL1mol/LNH4Cl1mL1mol/LNa2CO3置于试管口的红色石蕊试纸变蓝NH4+与CO32-发生双水解，加热逸出NH3与润湿石蕊试纸生成NH3H2O,显碱性，使石蕊试纸变蓝3.缓冲溶液1).缓冲溶液的配置及其pH值的测定按表中所给数据配制4种缓冲液，并用pH计测定其pH值，记录测定结果，将计算值与测定结果相比较。编号配制溶液(用量筒各取15mL)pH测定值pH计算值1NH3H2O(1.0mol/L)+NH4Cl(0.1mol/L)10.1610.252HAc(0.1mol/L)+NaAc(1.0mol/L)5.725.743HAc(1.0mol/L)+NaAc(0.1mol/L)4.003.744(25Ml)HAc(0.1mol/L)+NaAc(0.1mol/L)4.604.742).检验溶液的缓冲作用○1在上面配制的已测定pH值得第4号缓冲溶液中加入0.10mol/LHCl溶液0.5mL（约10滴），混匀，用pH计测定其pH值。再加入0.1mol/LNaOH溶液1.0mL（约20滴），混匀，用pH计测定其pH值，记录结果并与计算值进行比较。编号4号缓冲液pH测定值pH计算值5先加入0.5mL0.1mol/LHCl3.674.726后加入1.0mL0.1mol/LNaOH3.704.77○2于另一烧杯中加入10mL去离子水，加入0.10mol/LHCl溶液0.5mL，搅拌均匀，用pH计测帝国其pH值，再加入0.10mol/LNaOH溶液1Ml,搅拌均匀，用pH计测定其pH值。编号去离子水pH测定值pH计算值5先加入0.5mL0.1mol/LHCl2.562.36后加入1.0mL0.1mol/LNaOH6.8411.6pH计的操作使用：缓冲溶液性质总结：由以上结果可以看出，缓冲溶液和去离子水相比，可以使溶液的pH值保持稳定，不使其发生太大的变化，保持在一个稳定的范围内。4.HAc理解平衡常数的测量1).不同浓度的醋酸溶液的配制：在4支干燥的100mL烧杯中，用酸式滴定管分别加入已标定的醋酸溶液48.00mL、24.00mL、6.00mL、2.00Ml,注意接近所要刻度时应一滴一滴地加入，然后，从另一盛有等离子水的滴定管（酸式或碱式均可）往烧杯中加入0.00mL、24.00mL、42.00mL、46.00mL去离子水（使溶液的体积均为48.00mL）,混匀，求出醋酸溶液的精确浓度。pH值得测定:用pH计分别测定上述各种浓度醋酸溶液的pH值(由稀到浓)，记录各分溶液的pH值及实验室的温度，计算各溶液中醋酸的电离度及其电离常数。编号c(HAc)/(mol/L)PH测定值电离度α电离常数k10.12.423.8%1.5X10-420.052.506.3%1.53X10-430.01252.8810.5%1.55X10-440.00423.1417.2%1.51X10-45.趣味实验自制指示剂：由于许多植物的花、果、茎、叶都含有色素，这些色素在酸性溶液或碱性溶液离显示不同的颜色，可以用作酸碱指示剂。首先，制备花瓣色素的酒精溶液:取一些花瓣（或植物叶子、萝卜等），在研钵中捣烂，加入5mL酒精溶液，搅拌。用四层纱布过滤（由于条件限制用滤纸），所得滤液装入试管中待用。然后，在点滴板的孔穴中分别滴入一些稀盐酸、稀NaOH溶液、蒸馏水、三滴花瓣色素的酒精溶液。观察现象。实验现象：稀盐酸加入绿叶色素的酒精溶液后变为黄绿色，加入NaOH溶液变黄色，加入蒸馏水变淡绿色。解释：由于绿叶中含有色素，这些绿叶色素在酸碱中显不同的颜色，则可以作为指示剂，但是其本身有颜色，可能会对于结果的判定造成影响。六、实验总结1.在盐类水解平衡及其移动第一个实验中，用pH试纸测定各种试剂的pH时，与计算值比较偏差较大，说明自己还不能准确熟练的运用pH试纸测量溶液pH值。2.实验过程中有加热操作，加热操作造成的实验室安全事故在实验室比较频发，加热前应保持试管外壁干燥，加热过程应注意预热，加热完后试管不能直接用冷水冲洗等。3.缓冲溶液的配置及其pH值的测定实验中由于不仔细，没注意到第2、3、4组实验试剂浓度及量的要求不一样，导致溶液配错，实验又得重新进行，同时后续的实验也不能进行，所以在今后的实验中应更认真的观察实验要求，做好实验预习。4.pH计的使用，应注意操作步骤，及方法，还有实验仪器的保护。5.在.检验溶液的缓冲作用试验中又去操作问题或者是试剂变质等问题造成测得数据与计算值有较大偏差。