验证醋酸是弱酸的十种方案

醋酸,又称乙酸,是一元弱酸,其电离常数Ka=10-4.75(25℃)。那么怎么通过实验证明醋酸是一种弱酸呢?

一、直接证明电离不完全

方案一:称取一定量的无水醋酸配制0.1mol/L的醋酸溶液,用pH计测定该溶液的pH。

现象:测出的pH>1。

原理:因为醋酸是弱电解质,在水溶液中只有部分电离,所以0.1mol/L的醋酸溶液中的H+浓度小于0.1mol/l,溶液的pH>1。食用醋只含约5~6%的醋酸,其中浓度为1mol/L的醋酸溶液的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。

评价:这是直接测定氢离子浓度的方法

方案二:取相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸,接通电源和灯泡,

现象:经过盐酸溶液的灯泡亮度较高。

原理:溶液导电性与离子浓度的大小有关;弱电解质溶液因为存在大量的电解质分子,离子浓度小,导电性较弱。

评价:导电性试验时比较强弱电解质的经典实验,但是需要同浓度的强电解质参照

方案三:配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。

现象:溶液由无色变为浅红色。

原理:醋酸钠呈碱性,说明醋酸根发生了水解。醋酸根的水解和醋酸的可逆电离是一个原理的两个表现。

评价:利用电离和水解的关联性设计实验。

方案四、 配制浓度相同的盐酸和醋酸溶液,加入纯度、质量都相同的同种锌粉。

现象:两溶液与锌反应产生氢气的速率:盐酸>醋酸。

原理:其他条件(温度,锌粉表面积)相同时,锌与酸溶液反应生成氢气的速率与溶液中的H+浓度大小成正比,H+浓度越大生成氢气的反应速率越大。此实验可以证明相同浓度的醋酸的氢离子浓度小于盐酸的氢离子浓度,从而证明醋酸是弱酸。

评价:在实验室,很难找到完全相同的锌粉;而且测定气体反应速率的难度较大

二、证明存在电离平衡

方案五:用已知浓度的盐酸和醋酸溶液分别配制pH=2的两种溶液,取相同体积加入足量的锌,用排水法收集生成的氢气。

现象:两溶液中生成的氢气体积:醋酸>盐酸。

原理:足量的锌与非氧化性酸反应生成氢气的多少,与溶液中含酸的物质的量成正比,酸的物质的量越大生成的氢气越多。由于盐酸是强电解质,在水溶液中完全电离,而醋酸是弱电解质,只有部分电离,当两溶液pH相等(即氢离子浓度相等)时,醋酸的浓度大于盐酸的浓度;在体积和pH相等时,醋酸的物质的量大于盐酸的物质的量。因此,等体积等pH的两溶液与足量锌反应是,醋酸生成的氢气多。

评价:由于醋酸的酸性较弱,配置pH=2的醋酸的难度很大。浓度为1mol/L的醋酸溶液的pH为2.4。如果pH值变高,配置盐酸的难度又变大,而且产生气体的速度变小,使得气体收集难度增加。

方案六:配制相同pH=a醋酸溶液,加入相同体积pH=14−a氢氧化钠溶液为标准溶液。再测定混合液的pH值

现象:溶液pH<7,显酸性。

原理:酸碱完全中和时,消耗碱的多少与酸溶液中所含酸的物质的量成正比。醋酸是弱电解质,醋酸和氢氧化钠溶液混合时,醋酸的物质的量大于氢氧化钠的物质的量,溶液显酸性。

评价:本种方式常出现在溶液酸碱性判断中。

方案七: 配制某浓度的醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸铵晶体,振荡。

现象:溶液由红色逐渐变为橙色。

原理:醋酸是弱电解质,其电离平衡受到同离子效应的影响。根据化学平衡移动原理,在醋酸溶液中加入醋酸铵钠晶体后,溶液中的醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡向左移动,导致氢离子浓度减小,因此溶液由红色逐渐变为橙色。

评价:由于醋酸钠是碱性,会影响溶液的pH值;醋酸铵溶液先中性,所以加入醋酸铵晶体导致pH值变化会比醋酸钠晶体导致pH值变化更有说服力。

方案八: 配制pH=a的醋酸溶液,取1ml该醋酸溶液用蒸馏水稀释100倍,再测定稀释后溶液的pH。

现象:醋酸pH值小于a+2

原理:对于醋酸,因为存在电离平衡,加水稀释时电离平衡向右移动,虽然使醋酸电离产生的氢离子的物质的量增大,但由于体积增大了100倍,所以在稀释后氢离子度减小,但比原来的1/100要大,故其pH差值小于2个单位。

评价:由于醋酸的酸性较弱,浓度为1mol/L的醋酸溶液的pH为2.4,因此配置醋酸溶液要大。

三、根据反应规律

方案九:向一定浓度的乙二酸(草酸)溶液中加入醋酸铵,用pH计检测pH值的变化

现象:溶液的pH值增大

原理:溶液的pH值增加证明乙二酸转变成了醋酸,根据强酸制弱酸的原理,乙二酸的酸性强于醋酸,由于乙二酸是弱酸,醋酸是弱酸。

评价:本实验设计较少在考试中出现,但是醋酸与碳酸氢钠反应生成气体常常用来证明碳酸是弱酸(前提是醋酸是弱酸)是常考点

方案十:向草酸钙中加入醋酸溶液

现象:草酸钙不溶于醋酸

原理:弱酸盐易溶于较强酸的溶液里面,比如碳酸钙易溶于醋酸,但是不易溶于较弱酸的溶液里面。此种现象可以证明乙二酸的酸性强于醋酸,由于乙二酸是弱酸,醋酸是弱酸。

评价:沉淀溶解本质上是沉淀溶解平衡的移动,也是比较酸性的一个方法。返回搜狐,查看更多

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