溴酚蓝电离平衡常数测定实验六报告.docVIP

分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数 陈雷 P 中国科学技术大学生命科学学院 摘要:本实验通过分光光度法找到溴酚蓝的最大吸收波长,并在最大吸收波长处分别测量不同酸度以及极酸、极碱条件下的溴酚蓝溶液的吸光度,用作图法求出溴酚蓝的电离平衡常数,了解酸度对BPB的影响。 关键词: 最大吸收波长 吸光度 酸度 电离平衡常数 序言: 波长为λ的单色光通过任何均匀而透明的介质时，由于物质对光的吸收作用而使透射光的强度（I）比入射光的强度（I0）要弱，其减弱的程度与所用的波长（(）有关。又因分子结构不相同的物质，对光的吸收有选择性，因此不同的物质在吸收光谱上所出现的吸收峰的位置及其形状，以及在某一波长范围内的吸收峰的数目和峰高都与物质的特性有关。分光光度法是根据物质对光的选择性吸收的特性而建立的，这一特性不仅是研究物质内部结构的基础，也是定性分性、定量分析的基础。 根据贝尔—郎比定律，溶液对于单色光的吸收，遵守下列关系式： (1) 式中:D－消光（或光密度）； I/I0－透光率；  K－摩尔消光系数，它是溶液的特性常数；  l－被测溶液的厚度（即吸收槽的长度）； C－溶液浓度。 分光光度曲线  在分光光度分析中，将每一种单色光，分别、依次地通过某一溶液，测定溶液对每一种光波的消光,找到该物质对应的最大吸收波长,用这一波长的入射光通过该溶液就有着最佳的灵敏度。  本实验用分光光度法测定弱电解质溴酚蓝的电离平衡常数。溴酚蓝是一种酸碱指示剂，分光光度法可以利用不同波长对其组分的不同吸收来确定体系中组分的含量，从而求算溴酚蓝的电离平衡常数。 溴酚蓝在有机溶剂中存在着以下的电离平衡： HA = H++A－ 其平衡常数： (2)  溶液的颜色是由显色物质HA与A－引起的，其变色范围PH在3.1～4.6之间，当PH(3.1时，溶液的颜色主要由HA引起的，呈黄色；在PH≥4.6时，溶液的颜色主要由A－引起，呈蓝色。实验证明，对蓝色产生最大吸收的单色光的波长对黄色不产生吸收，在其最大吸收波长时黄色消光为0或很小。用对A－产生最大吸收波长的单色光测定电离后的混合溶液的消光，可求出A－的浓度。令A－在显色物质中所占的分数为X，则HA所占的摩尔分数为1－X，所以: (3)  在极酸条件下，HA未电离，此时体系的颜色完全由HA引起，溶液呈黄色。设此时体系的消光度为D1；在极碱条件下，HA完全电离，此时体系的颜色完全由A－引起，此时的消光度为D2，D为两种极端条件之间的诸溶液的消光度，它随着溶液的PH而变化， D＝(1－X)D1+XD2: 代入（3）式中得： (4) 在测定D1、D2后，再测一系列PH下的溶液的光密度，以对PH作图应为一直线，由其在横轴上的截距可求出PKa，从而可得该物质的电离平衡常数。 实验部分: 仪器与药品 722型分光光度计（上海第三分析仪器厂） 1台 超级恒温水浴（中国重庆银河试验仪器有限公司） 1台 inoLab Terminal 740 型pH计 1台 10mL移液管 1支 20mL移液管 3支 50mL移液管 1支 25mL量筒 1只 滴管若干 100mL容量瓶 11个 洗耳球 1个 5×10-5mol·dm-3的溴酚蓝溶液， 0.1mol·dm-3的HCl溶液 1 mol·dm-3的HCl溶液 0.1 mol·dm-3NaOH溶液 0.2 mol·dm-3NaOH溶液 0.1 mol·dm-3邻苯二甲酸氢钾溶液 二、实验步骤 1、打开超级恒温水浴使之恒温在25℃，打开分光光度计，预热仪器，同时掀开样品室盖。 2、确定溶液的最大吸收波长： （1）用20mL移液管准确移取5×10-5 mol·dm-3的B.P.B溶液20mL，置于一个洗干净的100mL的容量瓶中，并用50ml的移液管准确加入50mL0.1 mol·dm-3的邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液，加H2O稀释到刻度，得1.0×10-5 mol·