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实验六 分光光度法测溴酚蓝的电离平衡常数 王思雨 P 中国科学技术大学生命科学院 摘要 本实验中我们通过使用 722 型分光光度计测量出了溴酚蓝 (Bromphenalblue)的最大吸收波长，并了解了溶液浓度对max 的影响 以及酸度对 B.P.B 的影响和用缓冲溶液调节溶液酸度的方法。 关键词 分光光度计 溴酚蓝 电离平衡常数 1．前言 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，本身带有颜色且在有机溶剂中电离度很小，所 以用一般的化学分析法或其他物理化学方法很难测定其电离平衡常 数。而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 其平衡常数为： Ka  H++A－ [H  ][A  ] [HA] (6－2) 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 X a K  1  X [A ] (6－3) a X 1 X 或者写成： lg  PH  lg K (6－4) 根据上式可知，只要测定溶液的 PH 值及溶液中的[HA]和[A－]， 就可以计算出电离平衡常数 Ka。 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， 1 此时体系的颜色完全由 A－引起，此时的消光度为 D ，D 为两种极端条 2 件之间的诸溶液的消光度，它随着溶液的 PH 而变化，则有： D=(1－X)D1+XD2 D2  D 推 出 ： X  D  D1 代入（4）式中得： lg a D  D D  D 1 2  PH  PK (6－5) 1 2 在测定 D 、D 后，再测一系列 PH 下的溶液的光密度，以lg D  D D  D 1 2 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。 2.实验部分 (一) 仪器与试剂 药品： 5×10-5mol·dm-3 的溴酚蓝溶液 0.1483mol·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 仪器： 722 型分光光度计(上海第三分析仪器厂) 1 台 银河 CS501 恒温槽（中国重庆银河试验仪器有限公司） 1 台 inoLab 740 PH 计 （WTW） 1 台 10mL 移 液 管 3 支 25 移 液 管 1 支 50mL 移 液 管 1 支 100mL 容 量 瓶 7 个 (二) 实验过程 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 10mL 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 2 释到刻度，得 1.0×10-5 mol·dm-3 的 B.P.B 溶液。 （2）取１cm 厚度的比色皿两只，分别用 H2O，1.0×10-5 mol·dm-3 的 B.P.B 溶液洗净，再分别装入 2/3 体积的 H2O，1.0×10-5 mol·dm-3 的 B.P.B 溶液，把比色皿两光面擦干，正确插入光度计恒温比色槽