Химия \ Физическая химия

Исследование кислотно-основного равновесия, устанавливающегося в растворах метилового оранжевого, страница 2

Номер

р-ра

Раствор метилового

оранжевого 0,2 г/л

Раствор кислоты или

щелочи 0,1 М

1

2,0 мл

5 мл HCl

2

1,5 мл

5 мл HCl

3

1,0 мл

5 мл HCl

4

0,5 мл

5 мл HCl

5

2,5 мл

5 мл NaOH

6

2,0 мл

5 мл NaOH

7

1,5 мл

5 мл NaOH

8

1,0 мл

5 мл NaOH

9

2,0 мл

25 мл буфера I

10

2,0 мл

25 мл буфера II

11

2,0 мл

25 мл буфера III

Регистрация спектров.

Спектры поглощения приготовленных растворов индикатора снимаем в области 300–600 нм. Для этого используем кюветы с длиной оптического пути l = 1 см. В качестве раствора сравнения или раствора для корректировки базовой линии используем дистиллированную воду.

Снимаем спектры поглощения растворов № 1, 6, 9–11. Определяем рабочие длины волн (λ1 и λ2) для каждой формы индикатора и поглощение Dλi. Находим изобестическую точку, определяем ее характеристики(λ, D).

Dизоб=0,631 ,  λизоб=470 нм.

Снимают спектры растворов № 2–5, 7, 8. Определяем оптические плотности Dλпротонированной и депротонированной форм индикатора на рабочих длинах волн.

Проверяем выполнение закона Бугера–Ламберта–Бера. Для этого строем графики

зависимости Dλот концентрации индикатора для кислых и щелочных растворов. Рассчитываем коэффициент экстинкции для каждой формы индикатора ε и среднеквадратичную погрешность его определения σn.

Результаты экспериментов заносим в табл. 1.

Таблица 1. Определение коэффициентов экстинкции протонированной

и депротонированной форм метилового оранжевого

Форма

индикатора

Конц.

индикатора

С, М

Длина

волны,

λ, нм

Оптич.

плотность

Dλ

Коэффициент

экстинкции ε,

М-1·см-1

εср ± σn

Протонир.

НА

2,62*10-5

505

1,085

4,141*104

4,120*104

1,97*10-5

0,799

4,056*104

1,31*10-5

0,535

4,084*104

6,55*10-6

0,275

4,198*104

Депротонир.

Аˉ

3,28*10-5

462

0,773

2,357*104

2,361*104

2,62*10-5

0,636

2,427*104

1,97*10-5

0,469

2,381*104

1,31*10-5

0,299

2,282*104

Расчет константы диссоциации метилового оранжевого.

По формуле (1) приведенной в теоретической части, рассчитываем значение константы диссоциации индикатора. Результаты экспериментов и расчетов сводим в табл. 2. Полученное значение Ка сравниваем со справочными данными.

Табличное значение pK=-lgKa=3,7

Таблица 2. Расчет константы диссоциации метилового оранжевого

Ном

р-ра

pH

Iс,М

lg f-

Dλ

α1

Lg (α/1-α)

lgKа

Kа

λ1

λ2

λ1

λ2

λ1

λ2

λ1

λ2

λ1

λ2

1

2

0,01

-0,0463

1,085

0,495

6

12

0,01

-0,0463

0,365

0,632

9

3,9

0,01

-0,0463

0,555

0,604

0,736

0,796

0,445

0,591

-3,501

-3,355

3,15*10-4

4,42*10-4

10

3,7

0,01

-0,0463

0,612

0,571

0,657

0,555

0,282

0,0959

-3,464

-3,650

3,44*10-4

2,24*10-4

11

3,5

0,01

-0,0463

0,699

0,571

0,536

0,555

0,0626

0,0959

-3,484

-3,450

3,28*10-4

3,55*10-4

Среднее значение

-3,484

3,347*10-4

Погрешность определения

Выводы.

В лабораторной работе были (спектры и графики зависимости Dλот концентрации индикатора для кислых и щелочных растворов прилагаются к работе):

– зарегистрированы спектры поглощения растворов метилового оранжевого с различными значениями pH в видимой и ультрафиолетовой областях спектра;

– определены рабочие длины волн для кислой и основной форм исследуемого индикатора, найдена изобестическая точка;

– проверен закон Бугера–Ламберта–Бэра. Определенны коэффициенты экстинкции кислой и основной форм индикатора на выбранных длинах волн;

– определена константа диссоциации метилового оранжевого.

Скачать файл