一定浓度醋酸溶液稀释时的pH变化(pH传感器)

一定浓度醋酸溶液稀释时的pH变化

一、实验目的

1.掌握pH传感器的实时检测功能，并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线，便捷、直观地反映加水稀释过程中pH的变化。

2.认识醋酸加水稀释过程中pH突跃的变化，加深理解弱电解质电离的原理。

3.掌握pH变化曲线可用作研究弱电解质电离，并对其进行数学建模以及进行相关探讨。

二、实验背景

      弱电解质加水稀释过程中pH的变化是学生在学习弱电解质电离时的一个难点，对于弱电解质越稀越电离的规律，学生理解起来非常抽象。利用pH传感器，实时检测溶液pH 的变化，能让学生很直观的看到整个加水稀释过程pH的变化，有助于学生理解加水稀释可以促进弱电解质电离的基本原理。

三、实验原理

      向已知准确体积的一定浓度的醋酸溶液中加入水，将醋酸溶液体积稀释为原来的10倍，同时在整个过程中测定溶液的pH的变化，在快速加入水稀释的瞬间，醋酸溶液的pH会增加1，但很快pH会减少，这是由于加水稀释，醋酸继续电离出氢离子，导致溶液的pH又有所减少。

四、实验仪器和药品

实验药品：0.2 mol/L醋酸溶液、蒸馏水。

实验仪器：数据采集器、软件系统、pH传感器（已用标准缓冲液邻苯二甲酸氢钾溶液进行校准，pH=4.00）、磁力搅拌器、大烧杯。

五、实验步骤

1.用标准缓冲溶液校正pH传感器。

2.使用量筒量取50 mL 0.2 mol/L醋酸溶液于烧杯中。

3.向烧杯中放入小磁子，将烧杯放在磁力搅拌器上，开始搅拌。

4.用量筒量取450 mL蒸馏水。

5.再将洁净的pH传感器插入烧杯中的醋酸溶液中，并连接好数据采集器和电脑。

6.将量筒中的蒸馏水一次性快速倒入烧杯中，并同时测定溶液pH的变化。

7.完成稀释后，处置烧杯中的溶液。用蒸馏水冲洗pH传感器，清洗仪器。

8.利用软件处理得出醋酸稀释pH的变化曲线并加以分析。

六、结果讨论

              

     由图可准确看出在未加水之前，初始醋酸溶液的pH大约为2.4，加水稀释的瞬间溶液的pH增大到3.4，但接着溶液的pH又有所减少，最终pH大约为3.1。这是由于加水稀释的瞬间，醋酸溶液的浓度减少为原来的1/10，在这一瞬间氢离子的浓度也减少为原来的1/10，因此溶液的pH增大1，但由于加入了水，稀释了醋酸，会促进醋酸分子继续电离补充氢离子，因此溶液的pH又有所减少，但根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱原来的改变但不能完全抵消改变，所以pH不可能再减少和原来一样。通过曲线的测定可以给学生很直观的印象，帮助学生理解弱电解质的电离。