第6 讲酸碱中和滴定专题与pH 计算一.概念:用已知物质的量的浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。
二.原理:在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知物质的量浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式中酸碱物质的量比求出未知溶液的物质的量浓度。
根据酸碱中和反应的实质是: H++OH-=H2O在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时:有n(H+)=n(OH-) 即c 酸V 酸=c 碱V 碱例2:用0.1230mol/L 的NaOH 溶液滴定25.00mL 未知浓度的硫酸溶液,滴定完成时用去NaOH 溶液27.84mL。
计算待测硫酸溶液的物质的量浓度三.滴定的关键①准确测定参加反应的两种溶液的体积(所用的仪器是滴定管)②准确判断完全中和反应是否恰好完全反应(是借助酸碱指示剂)四、酸碱中和滴定指示剂的选择滴定过程中溶液的pH 变化与滴定曲线图[例题1]:用0.1000mol/L 的NaOH 溶液滴定物质的量浓度为0.1000ml/l 的盐酸溶液NaOH(ml) 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04 21.00 22.00 30.00 溶液pH 1.0 1.5 1.8 2.3 2.6 4.0 7.0 10.0 11.4 11.7 12.3问题2: 滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变? PH 发生怎样改变?问题3: 跟完全反应所需氢氧化钠溶液相差一滴(或多加一滴),对计算盐酸的浓度有没有影响?(通过计算说明注:1 滴为0.04 ml)解:C =0.1000 ⨯ 0.0200= 0.1002(mol / L)酸0.01996跟实际浓度0.1000mol / L 相比,误差很小。
问题 4:绘制中和滴定曲线。
⑴选取指示剂的原则:①终点时,指示剂的颜色变化明显、灵敏②变色范围与终点 pH 接近⑵ 酸碱指示剂:常用指示剂及变色范围指示剂 对应溶液的颜色变色范围: 甲基橙 橙色红 3.1 橙 4.4 黄 酚酞 无色无 8 浅红 10 红 石蕊 紫色 红 5 紫 8 蓝①强酸强碱间的滴定:酚酞溶液或甲基橙均可,一般不选用石蕊(变色不明显) ②强酸滴定弱碱:生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,选用甲基橙作指示剂③强碱滴定弱酸:生成强碱弱酸盐溶液呈碱性,选用酚酞作指示剂(3) 终点判断:(滴入最后一滴,溶液变色后,半分钟内不复原)五.⑴中和滴定所用的实验仪器:酸式滴定管,碱式滴定管,滴定管夹,铁架台,锥 形瓶,烧杯、(白纸)等。
⑵酸(碱)式滴定管①结构特点:a. 酸式 玻璃活塞 盛酸性溶液、强氧化性试剂碱式 橡皮管玻璃球 盛碱性溶液b. 零刻度在上方,最大刻度在下,最小刻度 0.1mL ,精确度 0.01 mL0.100mol/LHCl 滴定20.00mL 0.100mol/LNaOH 过程中的pH 变化 0.100mol/LNaOH 滴定20.00mL0.100mol/LHCl 过程中的pH 变化 指示剂 操 作 酚酞 甲基橙 强碱滴定强酸 无色变为浅红色 橙色变为黄色强酸滴定强碱 浅红色变为无色 黄色变为橙色②规格:25ml 50ml 等③用途:中和滴定(精确测定);精确量取溶液的体积(两次读数差)④使用注意:a.滴定管应先检查是否漏水(方法),再用蒸馏水洗涤,最后用待盛溶液润洗。
b.酸式滴定管:用于装酸性溶液,及碘水、溴水、高锰酸钾、双氧水等强氧化性的溶液。
不得用于装碱性溶液,因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀,使塞子无法转动,也不能装氢氟酸。
c.碱式滴定管:用于装碱性溶液,不宜于装酸性溶液,也不能装碘水、溴水、高锰酸钾、双氧水等强氧化性的溶液。
d.锥形瓶:是进行中和滴定的反应容器。
使用前只须用蒸馏水洗净即可,也不必干燥,里面留有少量蒸馏水不影响实验结果。
无须用待测液润洗。
六、中和滴定的基本操作和步骤(1)查漏:使用前先检查滴定管是否漏水。
(方法)(2)洗涤:滴定管:先用水洗净后,然后分别用少量标准液和待测液分别润洗相应的滴定管 2-3 次;锥形瓶:只须用蒸馏水洗净即可,也不必干燥,里面留有少量蒸馏水不影响实验结果。
也无须用待测液润洗。
(3)装液:向滴定管中装入相应的标准液和待测液,(盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中),使液面在“0”刻度或“0”刻度以上2-3cm 。
并将滴定管固定在铁架台上。
待测液的移取既可以用滴定管也可以用移液管注入锥形瓶。
标准液只能用滴定管。
(4)赶气泡:将滴定管尖嘴部分的空气赶尽。
(5)调节液面:将滴定管内(装标准液)液面调至“0”刻度或“0”刻度以下某刻度处,准确读数,并记录初始刻度 V 初。
(6)取待测液:用滴定管或移液管量取一定体积未知浓度的待测液注入锥形瓶中,并滴入 2~3 滴指示剂振荡。
将锥形瓶置于标准液滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。
(7)滴定:左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化及流速(先快后满)(滴定终点的判断,关键)滴定操作:左手:控制活塞右手:振荡锥形瓶眼看:锥形瓶中溶液颜色变化滴定终点:当滴入最后一滴时,指示剂的颜色突然改变,且 30 秒内不立即褪去或反滴一滴待测液颜色又复原,再读数。
重复滴淀操作 2 到 3 次,取平均值。
即:当看到加一滴标准液时,锥形瓶内溶液由某某色变为某某色且半分钟内(或 30 秒内)锥形瓶内溶液颜色不变化即为滴定终点。
(停止滴定)(8)数据记录:记录终点刻度 V 终,算出 V 标=V 终-V 初视线应液面凹面最低点水平相切。
(9)重复上述实验操作 2~3 次。
(10)计算:根据3 次滴定所用标准液的体积,取3 次的平均值。
V 标=(V1+V2+V3)/3 代入:指示剂变色时即“达到了滴定的终点”,通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差),通常认为此时即达到了反应的终点——即“恰好中和”。
【练习】:1.用0.1032 mol/L 的HCl 溶液滴定 25.00 mL 未知浓度的NaOH 溶液,滴定完成时用去 HCl 溶液27.84 mL,通过中和滴定测得 NaOH 溶液的物质的量浓度是多少?实验编号C(NaOH)mol/L V(NaOH)mL V(HCl)mL1 0.1154 26.72 25.002 0.1154 26.70 25.003 0.1154 26.71 25.002.如果某次酸碱中和滴定的实验数据如下表所示试,通过计算确定盐酸的物质的量浓度?3.某烧碱样品含少量不与酸作用的杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作()A.在250mL 的容量瓶中定容配成250mL 烧碱溶液B.用移液管移取25mL 烧碱溶液于锥形瓶中并滴几滴指示剂甲基橙C.在天平上准确称取烧碱样品Wg,在烧杯中用蒸馏水溶解D.将物质的量浓度为C 的标准硫酸溶液装入酸式滴定管,调节液面,记下开始读数为V1E.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定至终点,记下读数V2回答下列各问题:(1)正确操作步骤的顺序是(用字母填写)→→→ D→ 。
(2)滴定管的读数应注意。
(3)E 中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是 。
(4)D 步骤中液面应调节到 ,尖嘴部分应 。
(5) 滴定终点时锥形瓶内溶液的 pH 约为 ,终点时颜色变化是 。
(6) 若酸式滴定管不用标准硫酸润洗,在其它操作均正确的前提下,会对测定结果 (指烧碱的纯度)有何影响?(指偏高、低或不变)(7) 该烧碱样品纯度的计算式为 。
答案:1. 0.1149 mol/L NaOH 溶液2. 0.1233 mol/L HCl 溶液)3.(1)C →A →B →D →E 。
(2) 滴定管要直立;装液或放液后需等 1~2min 后才能读数;读数时不能俯视或仰视,视线应与弯月面最低点平齐;读数应准确至 0.1mL 估至 0.01mL 。
(3) 便于准确判断终点时颜色的变化情况。
(4) 调节到零刻度或零稍下的某一刻度。
尖嘴部分应充满液体,无气泡。
(5) 终点时 pH 约为 4.4,颜色变化:由黄色变为橙色。
(6) 偏高。
因标准液浓度变小,用量变大。
(7)80(V 2 V 1 )C /W % (注意:V 为 mL ) 七、误差分析 ⑴分析原理:(标准酸滴定未知碱)滴定过程中任何错误操作都可能导致 C 标、V 标、V 测的误差,但在实际操作中认为 C (标)是已知的,V (测)是固定的,所以一切的误差都归结为 V (标)的影响,V (标)偏大则 C (测)偏大, V (标)偏小则 C (测)偏小。
1. 用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的碱溶液(取一定量的NaOH 溶液于锥形瓶中,滴2 滴甲基橙作指示剂),试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响?实际滴定前 读 值 出 值 滴定后1)2) 锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水;滴定前读 出值实 际 值 滴定后3)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗4)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,误用盐酸润洗;5)盐酸在滴定时溅出锥形瓶外;6)待测液在振荡时溅出锥形瓶外;7)滴定终点时,滴定管仰视读数;8)滴定终点时,滴定管俯视读数;9)记录起始体积时,仰视读数,终点时平视10)记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视;11)滴加盐酸,橙色不足半分钟即褪色;12)滴加盐酸,溶液变为红色;13)滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失;14)滴定前,酸式滴定管无气泡,滴定后产生气泡;15)滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体;16)移液管用蒸馏水洗净后,就用来吸取待测液;17)碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液;18)在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。
19)滴定前仰视,滴定后俯视,20)滴定前俯视,滴定后仰视,答案:1 高;2 无;3 高;4 低;5 高;6 低;7 高;8 低;9 低;10 低;11 低;12 高;13 高;14 低;15 高;16 低;17 高;18 低;19 低;20 高思考:滴定管和量筒读数时有什么区别?滴定管的“0”刻度在上面,越往下刻度值越大,而量筒无零刻度,并且越往上刻度越大;记录数据时滴定管一般到0.01m L,而量筒仅为0.1m L。
(08 全国Ⅱ卷)实验室现有 3 种酸碱指示剂,其 pH 的变色范围如下:甲基橙:3.1~4.4 石蕊:50~8.0 酚酞:8.2~10.0 用0.1000 mol/L NaOH 溶液滴定未知浓度的CH3COOH 溶液,反应恰好完全时,下列叙述正确的是( ) A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂例 1. 在盐酸滴定氢氧化钠溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定终点时的颜色变化应是()A. 由黄色变红B. 由黄色变橙色C. 由橙色变红色D. 由红色变橙色例2 用一定浓度的NaOH 溶液作标准液,酚酞为指示剂,滴定未知浓度的盐酸溶液。