Определение константы диссоциации бромтимолового синего по спектроскопическим данным

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Задача С – 3

Определение константы диссоциации бромтимолового синего по спектроскопическим данным

                                                                                                                         Выполнили:

Кабин Е.В.

Баяндин П.В.

26 ноября 2005 г

Теоретическая часть

Поглощение света зависит от природы вещества и от длины волны.

D=lg(J^o_λ/J_λ), где J^o_λ – интенсивность падающего света, J_λ – интенсивность выходящего света. D=ε_λ*C*l, где ε_λ – мольный коэффициент экстинкции, C – молярная концентрация, l - толщина раствора в кювете. ε_λ зависит от свойств молекулы, природы растворителя, температуры и длины волны, как правило, не зависит от концентрации. Закон Бэра: Поглощение света в тонком слое пропорционально концентрации поглощающих свет частиц.ε_А^-=D^щел./C₀*l; ε_АH=D^кисл./C₀*l; C₀ – аналитическая концентрация вещества.  α=C_A^-/C₀= D^кисл.-D/ D^кисл.- D^щел. – степень диссоциации.

Константа диссоциации кислоты НА равна константе равновесия реакция:

К=( с_A^-* с_Н⁺/ с_AH)*( f_A^-* f_Н⁺/ f_AH).

lg f₊=-0,509*√I/(1+√I), где I=0,5∑с_i* z_i²

lg K=lg (α/1-α)-pH+lg f₊.

Ход работы

В работе используют следующие растворы:

- Исходные готовые растворы (приготовленные лаборантом)

- Буферные растворы (готовят студенты)

- Рабочие растворы (готовят студенты)

1. Исходные готовые растворы

Растворённое вещество	Концетрация
БТС HCl NaOH Стандартный фосфатный буфер (буфер 1)	1,0 г/л 0,1 М 0,1 М pH = 6,86

2.  Приготовление буферного раствора 2 (pH = 7,3)

Готовят в стаканчике на 50 мл из буфера 1, добавляя по каплям раствор NaOH. Значение pH контролируют по иономеру «Анион-4100»

3.  Приготовление растворов:

Раствор БТС с концентрацией 0,2 г/л готовят в мерной колбе объёмом 50 мл. Из этих растворов готовят следующие рабочие растворы в  мерных колбах на 50 мл (доводят до метки водой) :

№1 8 мл БТС + 5 мл HCl

№2 6 мл БТС + 5 мл HCl

№3 4 мл БТС + 5 мл HCl

№4 2 мл БТС + 5 мл HCl

№5 4 мл БТС+5 мл  NaOH

№6 2 мл БТС+5 мл  NaOH

№7 1 мл БТС+5 мл  NaOH

№8 0,5 мл БТС+5 мл  NaOH №9

№9 4 мл БТС+5 мл буфера 1

№10 4 мл БТС+5 мл буфера 2

4.  Запись спектров растворов № 3, 5, 9, 10 в кюветах на 1 см

5.  Запись спектров растворов № 1, 2, 4, 6-8 в кюветах на 1 см

Экспериментальная часть. Обработка результатов

№	Концентрация, М	Длина волны l, нм	Оптическая плотность, D	Коэффициент экстинкции e, М-1×см-1	e ср
1	5*10-5	l1=420	0.98	19600	18097
2	4*10-5		0.68	17000
4	1.3*10-5		0.23	17692
6	1.3*10-5	l2=620	0.52	40000	40476
7	0.7*10-5		0.27	38571
8	0.35*10-5		0.15	42857

ε_i = D/l*C_i, l=1 cм

В результате имеем среднее ε_А^- =14890 л*моль^-1*см^-1.

ε_АН.=13700 л*моль^-1*см^-1

№	pH	I, M	lg f-	Dλ		aλ		lg{α/(1-α)}		lg Ka		Ka
				λ1= 420	λ2= 620	Λ1	Λ2	Λ1	Λ2	λ1	Λ2	Λ1	Λ2
3	1,3	-		0.46	0.04	1	-	-	-	-	-	-	-
5	12,0	-		0.08	1.1	-	1	-	-	-	-	-	-
9	6.86			0.32	0.38	0.63	0.32	0.23	-0.33
10	7.3			0.28	0.64	0.53	0.56	0.05	0.11

Среднее значение lg K=       , К=