一、目的及要求
1.测定甲基红的酸离解平衡常数。
2.掌握TU1810型分光光度计和pHS-2C型pH计的使用方法。
二、实验原理
甲基红（对-二甲氨基-邻-氨基偶氯苯）的分子式为
，是一种弱酸型的染料指示剂，具有酸（HMR）和碱（MR－）两种形式。它在溶液中部分电离，在碱性溶液中呈黄色，酸性溶液中呈红色。在酸性溶液中，它以两种离子形式存在
其离解平衡常数：
由于HMR和MR－两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰，溶液离子强度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响，而且在简单CH3COOH-CH3COONa缓冲体系中就很容易使颜色在pH＝4～6内改变，因此比值［MR－］／［HMR］可用分光光度法测定而求得。
对一化学反应平衡体系，分光光度计测得的光密度包括各物质的贡献，由朗伯-比尔定律
当c的单位为mol·L－1，l的单位为cm时，ε为摩尔吸光系数。由此可推知甲基红溶液中总的光密度为
DA、DB分别为在HMR和MR－的最大吸收波长处所测得的总的吸光度。
、
和
、
分别为在波长λA和λB下的摩尔吸光系数。各物质的摩尔吸光系数值可由作图法求得。例如首先配制出pH≈2的具有各种浓度的甲基红酸性溶液，在波长λA下分别测定各溶液的光密度D，作D-c图，得到一条通过原点的直线。由直线斜率可求得
值，其余摩尔吸光系数求法类同，从而可求出［MR－］与［HMR］的相对量。再测定溶液的pH，最后按式（5-5）求p K值。
三、仪器与试剂
1.仪器
TU-1810型分光光度计
722型分光光度计
pHS-2C型pH计
2.试剂
甲基红贮备液：0.5 g晶体甲基红溶于300 mL 95%的乙醇中，用蒸馏水稀释至500 mL
标准甲基红溶液：取8 mL贮备液加50 mL的乙醇稀释至100 mL
pH为6.84的标准缓冲溶液：CH3COONa（0.04 mol·L－1）、CH3COONa（0.01 mol·L－1）、CH3COOH（0.02 mol·L－1）、HCl（0.1 mol·L－1）、HCl（0.01 mol·L－1）
四、实验步骤
1.测定甲基红酸式（HMR）和碱式（MR－）的最大吸收波长。
测定下述两种甲基红总浓度相等的溶液的光密度随波长的变化，即可找出最大吸收波长。
第一份溶液（A）：取10 mL标准甲基红溶液，加10 mL 0.1 mol／L的HCl，稀释至100 mL。此溶液的pH大约为2，因此此时的甲基红以HMR存在。
第二份溶液（B）：取10 mL标准甲基红溶液和25 mL 0.04 mol／L CH3COONa溶液稀释至100 mL，此溶液的pH大约为8，因此甲基红完全以MR－存在。
取部分A液和B液分别放在1 cm的比色皿内，在350～600 nm之间每隔10 nm测定它们相对于水的光密度，找出最大吸收波长。
2.检验HMR和MR－是否符合比尔定律，并测定它们在λA、λB下的摩尔吸光系数。
取部分A液和B液，分别各用0.01 mol·L－1的HCl和CH3COONa稀释至原溶液的0.75倍、0.5倍、0.25倍及原溶液，为一系列待测液，在λA、λB下测定这些溶液相对于水的光密度。由光密度对溶液浓度作图，并计算两波长下甲基红HMR和MR－的εA，HMR、
、
、
。
3.求不同pH下HMR和MR－的相对量。
在4只100 mL容量瓶中分别加入10 mL标准甲基红溶液和25 mL 0.04 mol／L的CH3COONa溶液，并分别加入50 mL、25 mL、10 mL、5 mL的0.02 mol／L的CH3COOH，然后用蒸馏水定容。测定两波长下各溶液的光密度DA、DB，用pH计测定溶液的pH。
由于光密度是HMR和MR－之和，所以溶液中HMR和MR－的相对量用式（5-6）和式（5-7）求得。再代入式（5-5），可计算甲基红的酸离解平衡常数p K。
五、数据处理
温度：______
实验数据记录及处理表
六、思考题
1.在本实验中，温度对实验有何影响？采取什么措施可以减少这种影响？
2.甲基红酸式吸收曲线与碱式吸收曲线的交点称为“等色点”，讨论此点处光密度与甲基红浓度的关系。
3.为什么要用相对浓度？为什么可以用相对浓度？
4.在光密度测定中，应该怎样选择比色皿？
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
