第三章酸碱滴定法
在滴定分析法中常用盐酸、硫酸溶液为滴定剂
(标准溶液),尤其是盐酸溶液,因其价格低廉,易 于得到,稀盐酸溶液无氧化还原性质,酸性强且稳 定,因此用得较多。 但市售盐酸中HCl含量不稳定,且常含有杂质, 应采用间接法配制,再用基准物质标定,确定其准 确浓度。常用无水Na2CO3或硼砂(Na2B4O7· 10H2O)等基
因Na2CO3被中和先生成NaHCO3,继续用 HCl滴定使NaHCO3又转化为H2CO3,二者所 需HCl量相等, 故V1-V2为中和NaOH所消耗HCl的体积,
2V2为滴定Na2CO3所需HCl的体积。
因为Na2CO3被中和先生成NaHCO3,继续用HCl滴定使 NaHCO3又转化为H2CO3,二者所需HCl量相等, 故V1-V2为中和NaOH所消耗HCl的体积,
[H+]=Ka(cHA/cA-) 缓冲溶液pH的缓冲范围为: pH=pKa+1g(cA-/cHA)
pH=pKa±1
作业: P77: 17、18、19
第四节
酸碱指示剂
一、酸碱指示剂的作用原理
酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱。当溶液的pH
变化时,指示剂失去质子由酸式转变为碱式,或得到
质子由碱式转化为酸式,它们的酸式及碱式具有不同
共轭酸碱对
共轭酸碱对
醋酸与氨在水溶液中的中和反应 HAc + NH3 NH4+ + Ac-
共轭酸碱对
按酸碱质子理论,弱酸或弱碱
既可以是分子型的, 如 HAc ,H2O, NH3 , 也可以是离子型的,如 NH4+ , Ac- 等。 既能给出质子作为酸,也能接受质子作为碱的 物质称为两性物质, 如:H2O,HCO3- ,HS- ,HPO42-等。
第八节
酸碱滴定法的应用
一、 食用醋中总酸度的测定 HOAc是一种重要的农产加工品,又是合成有机农药 的一种重要原料。而食醋中的主要成分是HOAc,也有少 量其它弱酸,如乳酸等。
测定时,将食醋用不含CO2的蒸馏水适当稀释后,用
标准NaOH溶液滴定。中和后产物为NaOAc,化学计量点
时pH=8.7左右,应选用酚酞为指示剂,滴定至呈现红色
二、 酸碱溶液pH的计算 计算几种酸溶液[H+]的最简式及使用条件
第三节
缓冲溶液
1、缓冲作用 能够抵抗外加少量强酸、强碱或稍加稀释,其自 身pH不发生显著变化的性质,称为缓冲作用。 2、缓冲溶液 具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。 3、[H+]及pH的最简式
(弱酸HA与其共轭碱A-组成的缓冲溶液)
七、 酯类的测定 常用的酯类的分析方法是在酯类试样中定量加入 过量的NaOH,共热1~2h,使酯类与强碱发生皂化反应,
转化成有机酸的共轭碱和醇,剩余的碱用酸标准溶液
回滴,以酚酞为指示剂,滴定至溶液由红色变为无色,
即为终点。如酯类试样难溶于水,可采用NaOH—乙醇标准溶液使之皂化。
例如:
八、 醛、酮的测定
除上述两种基准物质外,还有KHCO3、酒石酸氢钾等 基准物质用于标定盐酸溶液。
二、 碱标准溶液的配制和标定
氢氧化钠是最常用的碱溶液。固体氢氧化钠具有
很强的吸湿性,易吸收CO2和水分,生成少量Na2CO3,
且含少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等,因而不能直
接配制成标准溶液,只能用间接法配制,再以基准物
质标定其浓度。常用邻苯二甲酸氢钾基准物质标定。
邻苯二甲酸氢钾的分子式为C8H4O4HK,其结构式为:
设邻苯二甲酸氢钾溶液开始时浓度为0.10 mol· L-1, 到达化学计量点时,体积增加一倍,邻苯二甲酸钾钠的 浓度c=0.050 mol· L-1。化学计量点时pH应按下式计算:
此时溶液呈碱性,可选用酚酞或百里酚蓝为指示剂。 除邻苯二甲酸氢钾外,还有草酸、苯甲酸、硫酸肼 (N2H4·H2SO4)等基准物质用于标定NaOH溶液。
有利于判断终点,减少终点误差,提高分析的准确度。
例如,溴甲酚绿(pKa=4.9)和甲基红(pKa=5.2)两者按3∶1混合
后,在pH<5.1的溶液中呈酒红色,而在pH>5.1的溶液中呈绿色, 且变色非常敏锐。
另一类混合指示剂是在某种指示剂中加入另一种惰性 染料组成。
例如,采用中性红与次甲基蓝混合而配制的指示剂,当配比
即为终点。
由所消耗的标准溶液的体积及浓度计算总酸度。
二、 工业纯碱中总碱度的测定
工业纯碱的主要化学成分是Na2CO3,也含有
Na2SO4、NaOH、NaCl、NaHCO3等杂质,所以对于工业
纯碱常测定其总碱度。
试样水溶液用盐酸标准溶液滴定,中和后产物为 H2CO3,化学计量点的pH≈3.9,选用甲基橙为指示剂, 滴定至溶液由黄色转变为橙色即为终点。 总碱度常以wNa2CO3、wNaOH表示。
为1∶1时,混合指示剂在pH=7.0时呈现蓝紫色,其酸色为蓝紫色, 碱色为绿色,变色也很敏锐。
第五节
一元酸碱的滴定
★ ★
一、强碱滴定强酸
二、强碱滴定弱酸
★ ★
三、强酸滴定弱碱
第六节
多元酸碱的滴定
一、多元酸的滴定
与滴定一元弱酸相类似,多元弱酸能被准确 滴定至某一级,也决定于酸的浓度与酸的某级 解离常数之乘积,当满足cKai>10-8时,就能够 被准确滴定至那一级。 分步滴定: 当Ka1/Ka2>104时,可以分步滴定。
2 3 2
三、 混合碱的分析(双指示剂法)
1.NaOH+Na2CO3的测定
称取试样质量为m(单位g),溶解于水,用HCl标准
溶液滴定。
先用酚酞为指示剂,滴定至溶液由红色变为无色则 到达第一化学计量点。此时NaOH全部被中和,而Na2CO3 被中和一半(生成NaHCO3),所消耗HCl的体积记为V1。 然后加入甲基橙,继续用HCl标准溶液滴定;使溶 液由黄色恰变为橙色,到达第二化学计量点。溶液中 NaHCO3被完全中和,所消耗的HCl量记为V2。
一、 酸碱质子理论
酸碱平衡的理论基础
酸碱质子理论认为:凡是能给出质子H+的物质是酸;
凡是能接受质子的物质是碱。 当某种酸HA失去质子后形成酸根A-,它自然对质子 具有一定的亲和力,故A-是碱。 由于一个质子的转移,HA与A-形成一对能互相转化 的酸碱,称为共轭酸碱对.
酸碱反应的实质
酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应。
的颜色。因此,结构上的变化将引起颜色的变化。 二、指示剂HIn的变色范围
指示剂的理论变色点 pH=pKHIn
指示剂的理论变色范围 pH=pKHIn±1
几种常用的酸碱指示剂
三、混合指示剂 混合指示剂有两类: 一类是由两种或两种以上的指示剂混合而成,利用颜
色的互补作用,使指示剂变色范围变窄,变色更敏锐,
醋酸(Acetic acid)在水中的离解:
半反应1 半反应2 HAc(酸1) H+ + H2O(碱2) Ac- (碱1) + H+ H3O+(酸2) H3O+(酸2) + Ac- (碱1)
HAc(酸1) + H2O (碱2)
共轭酸碱对(Conjugate pais)
氨在水中的离解 (Dissociation of amine in water)
K a1 K a 2 K a 3
K b1 K b 2 K b 3
形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 Ka1对应最弱共轭碱的解离常数Kb3
K a1 K b 2 K a 2 K b1 K W 1.0 10
14
14
K a1 K b 3 K a 2 K b 2 K a 3 K b1 K W 1.0 10
第三章
概述
酸碱滴定法
酸碱平衡的理论基础
酸碱溶液的pH值 缓冲溶液
酸碱滴定曲线及酸碱指示剂
酸碱滴定法的应用及计算示例
教学目标 了解酸碱平衡的理论 掌握酸碱溶液pH的计算 掌握酸碱指示剂的作用原理及变色范围 掌握酸碱滴定法的应用
重点与难点
酸碱溶液pH的计算
酸碱指示剂的作用原理及变色范围
第一节
二、多元碱的滴定
多元碱的滴定和多元酸的滴定相类似。 前述有关多元酸滴定的结论,也适用于多元碱 的滴定。 当Kb1/Kb2>104时,可以分步滴定; 当cKbi>10-8时,则多元碱能够被滴定至i级。
例: Na2CO3基准物质标定HCl溶液的浓度
第七节 酸标准溶液的配制和标定 一、 酸标准溶液的配制和标定
铵化肥中含氮量的测定。由于铵盐(NH4+)作为酸,它
的Ka值为:
不能直接用碱标准溶液滴定,而需采取间接 的测定方法:蒸馏法和甲醛法
五、 硼酸的测定
硼酸是极弱的酸(Ka=5.8×10-10),故不能用NaOH直接滴 定。但如在硼酸中加入甘油或甘露醇等多元醇,可与硼酸形成 稳定的配合物,从而增强硼酸在水溶液中的酸性,使弱酸强化。 其反应式如下:
2V2为滴定Na2CO3所需HCl的体积。
分析结果计算公式为:
2.Na2CO3+NaHCO3的测定 可参照上述NaOH+Na2CO3的测定方法。 滴定Na2CO3所消耗的HCl体积为2V1,
而滴定NaHCO3所消耗的HCl体积为V2-V1。
分析结果计算式为:
四、 铵盐中含氮量的测定
肥料或土壤试样中常需要测定氮的含量,如硫酸
两种常用方法:盐酸羟胺法和亚硫酸钠法
小结:…… 作业: P77:17(1、2、4)、18、19 P78:22、26、27 第 1 ~3 节
预习:第四章
生成的酸Ka=5.5×10-5,故可用强碱NaOH标准溶液滴定。 化学计量点pH在9左右,可选用酚酞或百里酚酞作为指示剂。
六、 硅酸盐中SiO2的测定 矿石、岩石、水泥、玻璃、陶瓷等都是硅酸盐,