酸堿中和滴定反應(yīng)終點(diǎn)指示劑顏色變化

1、酸堿中和滴定反應(yīng)終點(diǎn)指示劑顏色變化一、問(wèn)題提出酸堿中和滴定學(xué)習(xí)中，在課本的活動(dòng)與探究中，用酚酞指示NaOH滴定HCl，滴定終點(diǎn)的顏色變化寫(xiě)著是無(wú)色變?yōu)榧t色。而同樣的問(wèn)題出現(xiàn)在江蘇高考題中給的答案是無(wú)色變?yōu)榉奂t或淺紅色。由此將問(wèn)題遷移到甲基橙，用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的顏色變化是黃色變?yōu)槌壬€是黃色變?yōu)榧t色？二、教材及頁(yè)碼1、蘇教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理書(shū)本P76，活動(dòng)與探究42、2007年江蘇省化學(xué)高考17題（1）三、理論分析與實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程強(qiáng)酸強(qiáng)堿在水溶液中是完全電離的，所以滴定時(shí)的反應(yīng)為：H+OH-=H2O，現(xiàn)以0.1000molL-1NaOH滴定20.00mL0.1000molL-1HCl為例（

2、常溫），討論強(qiáng)酸強(qiáng)堿相互滴定時(shí)的滴定曲線和指示劑的選擇。（1）滴定前：溶液的酸度等于鹽酸的原始濃度，即C（H+）=0.1000molL-1，pH=1.00。（2）滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前：溶液的pH取決于剩余HCl的濃度。例如，當(dāng)?shù)稳隢aOH溶液18.00mL，此時(shí)C（H+）=0.1000molL-1（20.00mL-18.00mL）（20.00mL+18.00mL）=5.2610-3 molL-1 ，pH=2.28；當(dāng)?shù)稳隢aOH溶液19.95mL，此時(shí)C（H+）=0.1000molL-1（20.00mL-19.95mL）（20.00mL+19.95mL）=1.2510-4molL-1 ，pH

3、=3.90。（3）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：滴入NaOH溶液20.00mL，此時(shí)溶液恰好呈中性，pH=7.00。（4）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后：溶液的堿度取決于過(guò)量NaOH的濃度。例如，滴入NaOH溶液20.05mL，此時(shí)C（OH-）=0.1000molL-1（20.05mL-20.00mL）（20.05mL+20.00mL）=1.2510-4molL-1，此時(shí)C（H+）=810-11，pH=10.1。如此逐一計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果列于下表中。用0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1鹽酸加入NaOH體積（mL）剩余HCl體積（mL）過(guò)量NaON體積（mL）pH0.0020.000.00

4、1.0015.005.000.001.8518.002.000.002.2819.900.100.003.6019.950.050.003.90*20.000.000.007.00*20.050.000.0510.10*20.100.000.1010.4022.000.002.0011.4025.000.005.0012.0540.000.0020.0012.52*突躍范圍 *計(jì)量點(diǎn)如果以NaOH溶液的加入體積為橫坐標(biāo)，以pH為縱坐標(biāo)繪圖，可得到如下圖所示酸堿中和滴定曲線。由上面表格中數(shù)據(jù)和圖1中可以看出，從滴定開(kāi)始到加入19.95mLNaOH溶液，溶液的pH只改變了2.9個(gè)單位，再滴入0.0

5、5mL（即一滴）NaOH溶液，正好是化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，此時(shí)pH迅速增至7.0，再滴入0.05mLNaOH溶液，pH為10.10。此后過(guò)量NaOH溶液所引起的pH的變化又越來(lái)越小。 由此可見(jiàn)，在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后，從剩余0.05mL鹽酸到過(guò)量0.05mLNaOH溶液，pH從3.90增大到10.10，變化近6.2個(gè)單位。pH的這種急劇的變化稱為滴定突躍，把對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后的pH變化范圍稱為突躍范圍。突躍范圍是選擇酸堿指示劑的基本依據(jù)。顯然，最理想的酸堿指示劑應(yīng)該是恰好在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)變色，但是在突躍范圍以內(nèi)變色的指示劑，都可保證其滴定終點(diǎn)誤差小于0.1%。因此，從數(shù)據(jù)分析中可知酚酞（pH8.2 pH10.0

6、0）（滴定終點(diǎn)顏色變化應(yīng)為無(wú)色變淺紅色）、甲基橙（pH3.1 pH4.4）（滴定終點(diǎn)顏色變化應(yīng)為紅色變橙色）等，均可用作酸堿中和滴定的指示劑。滴定突躍的大小與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液的濃度是有關(guān)的。上圖2為通過(guò)計(jì)算得到的不同濃度NaOH溶液與鹽酸的滴定曲線?？梢?jiàn)，當(dāng)酸堿濃度均增大10倍時(shí)，滴定突躍部分的pH變化范圍增加約2個(gè)單位。假設(shè)用1.000molL-1NaOH溶液滴定1.000molL-1鹽酸，其pH突躍范圍為2.911.1。此時(shí)若以甲基橙為指示劑，滴定終點(diǎn)顏色變化應(yīng)為紅色變黃色；如果以酚酞為指示劑，滴定終點(diǎn)顏色變化為無(wú)色變紅色。假如用0.01 molL-1NaOH滴定0.01molL-1HCl，則pH突躍范圍為4.99.1，此時(shí)甲基橙不能作為指示劑，而應(yīng)選擇酚酞或甲基紅，此時(shí)酚酞顏色變化應(yīng)為無(wú)色變淺紅色。強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的情況與強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的相似，只是pH的變化與此相反，下面的討論中亦是如此，因此不再贅述。四、結(jié)論滴定終點(diǎn)pH變化范圍與標(biāo)準(zhǔn)液的濃度有密切關(guān)系，濃度越大，滴定終點(diǎn)pH的突變范圍就越大。而酸堿指示劑的變色pH范圍卻是相對(duì)固定的，所以不能硬性規(guī)定