实验1 全自动电位滴定法测定混合酸
1 实验目的
①初步了解和掌握自动电位滴定仪的原理和操作;
②掌握多元酸或混合酸分步滴定的有关规律;
③用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液,分别测出这两种酸的浓度。
2 实验仪器和试剂
自动电位滴定仪,氢离子选择性复合电极,100mL烧杯,100mL量筒,5mL移液枪,0.1000mol/L NaOH标准溶液;由HCl与H3PO4组成的待测混合溶液。
3 实验原理
由于HCl 是强酸,H3PO4的pKa1、pKa2及pKa3分别为2.12、7.20及12.36。
第一个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V1,相应的滴定产物是H2O和H2PO4-。
利用两个突跃对应的滴定终点V2和V1 ,按以下两式,可以分别求出混合溶液中HCl和H3PO4的浓度:
4 实验步骤
用移液枪将5.00mL HCl和H3PO4混合待测溶液吸入烧杯中,加50mL H2O,加入搅拌子,放好电极,用0.1000mol/L NaOH标准溶液电位滴定。
仪器自动记录滴定曲线和滴定数据,并测出滴定终点V1和V2。
5 实验数据记录
V1/mL V2/mL 混合溶液中HCl的浓度/(mol·L-1) 混合溶液中H3PO4的浓度/(mol·L-1)
5.617 9.176 0.0424 0.7334
5 思考题
①多元酸(二元酸或三元酸)分步滴定的条件是什么?混合酸分步滴定的条件是什么?
答:多元酸分步滴定的条件是其相邻两级离解常数相差足够大(大等于10000),且C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9; 混合酸分步滴定的条件是:(C1×Ka1)/(C2×Ka2)≥10∧-4;C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;两个滴定突跃。
(C1×Ka1)/(C2×Ka2)≥10∧-4;C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2<10∧-9;一个滴定突跃。
(C1×Ka1)/(C2×Ka2)<10∧-4;C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;一个滴定突跃。
②电位滴定法确定滴定终点有哪些方法?这些方法的依据是什么?
答:①作图求终点;②二阶微商法确定终点:根据代数学原理,在终点体积时,二阶微商为零
③自动电位滴定仪确定滴定终点的依据是什么?
答:通过测量电极电位变化,来测量离子浓度。
被测离子的浓度不断发生变化,因而指
示电极的电位随之变化。
在滴定终点附近,被测离子的浓度发生突变,引起电极电位的突
跃,因此根据电极电位的突跃可确定滴定终点,并给出测定结果。
④本实验所用的氢离子选择性复合电极的构造和原理是怎样的?
答:构造:电极内一定浓度的HCl溶液(内参比溶液),插入银-氯化银电丝(内参比电极),电极玻璃泡的下端是一层特的玻璃膜(电极膜);原理:玻璃膜中的Na+于溶液中的H+可以发生交换,对H+有选择性响应。
⑤在本实验的滴定过程中,若存在CO2的干扰,对测定结果有什么影响?
答:使消耗的碱量V增大所以盐酸浓度偏小,磷酸浓度偏大。