第五次课酸碱平衡及酸碱滴定法教学课件

第五次课酸碱平衡及酸碱滴定法甲基橙的甲基橙的-pH图图 0 2 4 6 8 pH pKa=3.4,红红 橙橙 黄黄3.1 4.40.660.340.910.090.80.21.00.50.02 指示剂变色范围指示剂变色范围HIn H+In-KHIn=In-/HIn 10,显示显示 In-色色In-/HIn 0.1,显示显示 HIn 色色理论变色范围：理论变色范围：pH=pKHIn 1HInH+In-=H+KHInHInIn-甲基橙甲基橙MO甲基红甲基红MR酚酞酚酞 PP3.1 4.44.4 6.28.0 9.64.05.09.0常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂百里酚酞百里酚酞:无色无色 9.4-10.0(浅蓝浅蓝)-10.6蓝蓝3 影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因素指示剂用量指示剂用量:宜少不宜多，宜少不宜多，对单色指示剂影响较大对单色指示剂影响较大 例：例：50100mL溶液中溶液中23滴滴PP，pH9变色，变色，而而1015滴滴PP，pH8变色变色离子强度离子强度：影响：影响pKHIn温度温度其他其他4 混合指示剂混合指示剂溴甲酚绿溴甲酚绿甲基红甲基红 5.0-5.1-5.2 橙红橙红 灰灰 绿绿 （黄红）（黄红）（绿（绿+橙红）（蓝黄）橙红）（蓝黄）用于用于Na2CO3标定标定HCl时指示终点时指示终点通过颜色互补，使变色范围变窄，通过颜色互补，使变色范围变窄，变色更敏锐变色更敏锐指示剂选择指示剂选择:pHep与与pHsp尽可能接近，以减小滴定误差尽可能接近，以减小滴定误差滴定曲线：滴定曲线：溶液溶液pH 随滴定分数随滴定分数(a)变化的曲线变化的曲线5.6 酸碱酸碱滴定原理滴定原理化学计量点化学计量点(sp)滴定突跃滴定突跃滴滴定定突突跃跃SP0.1000 molL-1 NaOH滴定滴定20.00 mL 0.1000molL-1 HCl 考察滴定过程中溶液考察滴定过程中溶液pH随滴定剂随滴定剂的加入而变化的情况的加入而变化的情况1 强酸碱滴定强酸碱滴定(3)sp时时:a=1 H+=OH-pH=7.00(4)sp后后:OH-=cNaOH(过量过量)(1)滴定前滴定前:滴定分数滴定分数a=0 H+=cHCl=0.1000molL-1 pH=1.00(2)滴定开始到滴定开始到sp前前:H+=cHCl(剩余剩余)(3)当加入当加入NaOH19.98mL时，相对误差为时，相对误差为-0.1%(4)滴定分数滴定分数a=0.999 H+=5.010-5 mol/L pH=4.30+0.1%时时:a=1.001 OH-=5.010-5 mol/L pH=9.700.1000molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl12.5220.002.00040.0011.682.001.10022.00sp后后:OH-=cNaOH(过量过量)10.700.201.01020.209.700.021.00120.027.000.000.001.00020.00 sp:H+=OH-=10-7.004.300.020.99919.983.000.200.9919.80 sp前前:H+=cHCl（剩余）（剩余）2.282.000.9018.00滴定前滴定前:H+=cHCl1.0020.00.000.00H+计算计算pH过量过量NaOHmL剩余剩余HClmLaNaOHmL突突跃跃以滴定剂的加入量为横坐标，相应溶液pH为纵坐标作图，所得曲线为滴定曲线滴定曲线滴定曲线：溶液滴定曲线：溶液pH 随滴定分数随滴定分数(a)变化的曲线变化的曲线滴定突跃滴定突跃滴定突跃滴定突跃滴定曲线上，计量点附近溶液中滴定曲线上，计量点附近溶液中滴定曲线上，计量点附近溶液中滴定曲线上，计量点附近溶液中HH+发发发发生显著变化的现象。生显著变化的现象。生显著变化的现象。生显著变化的现象。突跃范围突跃范围突跃范围突跃范围滴定曲线上计量点前后，相对误差为滴定曲线上计量点前后，相对误差为滴定曲线上计量点前后，相对误差为滴定曲线上计量点前后，相对误差为-0.1%+0.1%-0.1%+0.1%的范围内，出现的近于垂直的一的范围内，出现的近于垂直的一的范围内，出现的近于垂直的一的范围内，出现的近于垂直的一段段段段突跃范围突跃范围20.02mL19.98mL加入加入NaOH溶液的体积溶液的体积V(mL)溶溶液液的的pH“突跃突跃”的存在为准确判断终点提供了方便的存在为准确判断终点提供了方便滴定突跃的作用：滴定突跃的作用：滴定突跃是选择指示剂的依据滴定突跃是选择指示剂的依据指示剂的变色范围指示剂的变色范围要全部或部分落在滴定突跃范围之内。要全部或部分落在滴定突跃范围之内。甲基红甲基红甲基橙甲基橙酚酞酚酞指示剂的选择pH1210864210203040突突跃跃范范围围反应计量点反应计量点0酚酞酚酞酚酞酚酞8.0-9.68.0-9.68.0-9.68.0-9.6甲基橙甲基橙甲基橙甲基橙3.1-4.43.1-4.43.1-4.43.1-4.4甲基红甲基红甲基红甲基红4.4-6.24.4-6.24.4-6.24.4-6.2甲基黄甲基黄甲基黄甲基黄2.9-4.02.9-4.02.9-4.02.9-4.0强酸碱滴定曲线强酸碱滴定曲线0.1000molL-1 HCl0.1000molL-1 NaOH突跃突跃:9.74.3pH1210864200 1 2滴定分数滴定分数 a9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃PP 9.0MR 6.2MO 4.4PP 8.0MR 5.0指示剂选择？指示剂选择？浓度对滴定突跃的影响浓度对滴定突跃的影响0 1 2pH1210864210.79.78.77.05.34.33.30.01molL-1 0.1molL-1 1molL-1浓度增大浓度增大10倍，倍，突跃增加突跃增加2个个pH单位。单位。5.38.74.39.73.310.70.1000 mol/LNaOH滴定滴定0.1000mol/LHA(Ka)PBE:H+=OH-+A-cNaOH滴定分数：滴定分数：a=cT/cA=cNaOH/cHA滴定曲线方程：滴定曲线方程：H+3+(Ka+acHA)H+2+KacHCl(1-a)+KwH+-KaKw=02 一元弱酸碱的滴定一元弱酸碱的滴定0.1000 mol/LNaOH滴定滴定0.1000 mol/LHA(pKa=4.76)11.68A-+OH-1.10022.0010.70A-+OH-1.01020.2010.00A-+OH-1.00220.049.70A-+OH-1.00120.028.72A-1.00020.007.76HA+A-0.99919.987.46HA+A-0.99819.966.67HA+A-0.9919.805.71HA+A-0.9018.004.76HA+A-0.5010.002.88HA0.000.00H+计算式计算式pH组成组成aNaOHmL-0.1%:pH=pKa+3H+KacaH+=Ka HAA-sp后后:OH-=cNaOH(过量过量)OH-=Kbcbsp前前滴定前滴定前sp强碱滴定弱酸滴定曲线强碱滴定弱酸滴定曲线0 1 2pH121086420HA A-A-+OH-突突跃跃9.78.77.74.3HAHClMO 3.1-4.4MR 4.4-6.2PP 8.0-9.6 浓度浓度:增大增大10倍，突跃增加倍，突跃增加1个个pH单位（上限）单位（上限）Ka：增大增大10倍，突跃增加倍，突跃增加1个个pH单位（下限）单位（下限）影响滴定突跃的因素影响滴定突跃的因素弱酸准确滴定条件：弱酸准确滴定条件：cKa10-8对于对于0.1000molL-1 的的HA,Ka10-7才能准确滴定才能准确滴定0.1molL-1HClNH30.1molL-1pKb=4.750 50 100 150 200%6.254.305.286.24.43.1pHNaOHNH3突跃处于突跃处于弱酸性弱酸性,选选甲基红甲基红或或甲基橙甲基橙作指示剂作指示剂.强酸滴定弱碱强酸滴定弱碱8.05.8 终点误差终点误差终点误差：终点误差：指示剂确定的滴定终点指示剂确定的滴定终点(EP)与化学计量与化学计量点点(SP)之间存在着差异之间存在着差异(pHeppHsp)，使滴定结果产，使滴定结果产生的误差，用生的误差，用Et表示表示。Et=100%被测物质的物质的量被测物质的物质的量滴定剂过量或滴定剂过量或不足的物质的量不足的物质的量5.8 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用1 常用酸碱标准溶液的配制与标定常用酸碱标准溶液的配制与标定酸标准溶液酸标准溶液:HCl(HNO3,H2SO4)配制配制:用市售用市售HCl(12 molL-1),HNO3(16 molL-1),H2SO4(18 molL-1)稀释稀释.标定标定:Na2CO3或或 硼砂硼砂(Na2B4O710H2O)碱标准溶液碱标准溶液:NaOH配制配制:以饱和的以饱和的NaOH(约约19 molL-1),用除去用除去CO2 的去离子的去离子水稀释水稀释.标定标定:邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)或草酸或草酸(H2C2O42H2O)l BaCl2 法法 (1)以以MO为指示剂测总碱为指示剂测总碱 (2)BaCl2+Na2CO3BaCO32NaCl 以以酚酞酚酞为指示剂测为指示剂测NaOH2 NaOH与与Na2CO3混合碱的测定混合碱的测定 NaOH Na2CO3PPV1V2H2O NaHCO3MOH2CO3滴定滴定NaOH的的HCl体积为体积为V1-V2 滴定滴定Na2CO3的的HCl体积为体积为2V2l 双指示剂法双指示剂法例例例例7 7例例例例8 8小结酸碱指示剂及其变色原理、变色范围酸碱指示剂及其变色原理、变色范围滴定曲线滴定曲线 滴定突跃、滴定突跃、指示剂的选择指示剂的选择 弱酸碱滴定条件弱酸碱滴定条件 滴定终点误差滴定终点误差混合碱的测定混合碱的测定需要看书：P87-94、P96-135P140-145作业n思考：P148-10、17、28、37n作业：P150-33、36 31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。黑格尔32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。普列姆昌德33、希望是人生的乳母。科策布34、形成天才的决定因素应该是勤奋。郭沫若35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。洛克