自動(dòng)電位滴定法對(duì)鹽酸和磷酸混合溶液的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)名稱：自動(dòng)電位滴定法對(duì)鹽酸和磷酸混合溶液的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪搅私夂驼莆兆詣?dòng)電位滴定儀的原理和操作；掌握多元酸或混合酸分步滴定的有關(guān)規(guī)律；用NaOH溶液滴定由HCl與H3PO4組成的混合溶液，分別測(cè)出這兩種酸的濃度。實(shí)驗(yàn)儀器和試劑實(shí)驗(yàn)儀器798MPT （或702SM）自動(dòng)電位滴定儀，氫離子選擇性復(fù)合電極（滴定儀和電極均由瑞 士萬通公司生產(chǎn)）。100mL燒杯，100mL量筒，10mL （或5mL）移液管，洗耳球。實(shí)驗(yàn)試劑0.1031mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液（已用基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定）；由HCl與H3PO4組成 的待測(cè)混合溶液。實(shí)驗(yàn)原理和步驟實(shí)驗(yàn)原理由于 HCl 是強(qiáng)酸，H3PO4 的 pK

2、a1. pKa2及 pKa3 分別為 2.12、7.20 及 12.36,用 NaOH 溶液滴定由HCl與H3PO4組成的混合溶液，滴定曲線有兩個(gè)突躍。第一個(gè)突躍對(duì)應(yīng)的NaOH 溶液的體積記作匕，相應(yīng)的滴定產(chǎn)物是H2O和H2PO4-，滴定反應(yīng)是： TOC o 1-5 h z H+ OH- = H2O（1）和H3PO4+ oh- = H2PO4-（2）第二個(gè)突躍對(duì)應(yīng)的NaOH溶液的體積記作V2,相應(yīng)的滴定產(chǎn)物是HPO42-，滴定反應(yīng)是：H2PO4-+ oh- = HPO42-（3）在上述滴定中，V2-匕是滴定H2PO4-所消耗的NaOH溶液的體積（見反應(yīng)（3），也 是滴定H3PO4所消耗的NaO

3、H溶液的體積（見反應(yīng)（2）；匕-（V2- V1） = 2匕-V2是滴 定HCl所消耗的NaOH溶液的體積（見反應(yīng)（1）。因此，利用上述兩個(gè)突躍對(duì)應(yīng)的滴定終 點(diǎn)V2和 匕，按以下兩式，可以分別求出混合溶液中HCl和H3PO4的濃度：C = Q匕-匕）*。卜心HCl 5.00（V - V ） x cC=21NaOHH3PO45.00實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟：在100mL燒杯中，用移液管吸入5.00mL HCl和H3PO4混合溶液，加50mL H2O,加入攪拌子，放好電極，用0.1031mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液電位滴定。儀器自動(dòng)記錄滴 定曲線和滴定數(shù)據(jù)，并測(cè)出滴定終點(diǎn)匕和V2。儀器的設(shè)置：選擇Met （

4、等體積）滴定模式，滴定步長(zhǎng)0.10mL，平衡時(shí)間30s，滴定 至加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為10.00mL。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論滴定曲線：測(cè)定結(jié)果（見下表）:表1 HCl和H3PO4混合溶液的測(cè)定結(jié)果V1/mLV2/mL混合溶液中HCl的濃度/（mol-L-1）混合溶液中H3PO4的濃度/（mol-L-1）4.456.790.04350.04833.有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論：該實(shí)驗(yàn)是一個(gè)全自動(dòng)化的電位滴定實(shí)驗(yàn)，我們通過觀察顯示屏上的曲線的變化來觀察實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行情況。思考題多元酸（二元酸或三元酸）分步滴定的條件是什么？混合酸（如由HCl與H3PO4組 成的混合酸）分步滴定的條件是什么？答：多元酸的幾個(gè)級(jí)之間的離解常數(shù)

5、相差足夠大，例如某二元酸，兩個(gè)級(jí)離解常數(shù)Kai 與Ka2,相差足夠大：Ka1/ Ka2N10000。而混合酸分步滴定的條件是類似的，設(shè)HCl 和H3PO4是一組混合酸，HCl的分析濃度和離解常數(shù)為C1和Kai, h3PO4的分析濃度 和離解常數(shù)是C2和Ka2,，則Ka1 N Ka2。電位滴定法確定滴定終點(diǎn)有哪些方法？這些方法的依據(jù)是什么？答：電位滴定法確定滴定終點(diǎn)的方法有E-V曲線法，一階微商法和二階微商法。這些方法的依據(jù)分別是：E-V曲線法：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)一般處于滴定曲線（E-V曲線）突躍的中間位置；一階微商法：滴定曲線突躍的中間點(diǎn)又是拐點(diǎn)，拐點(diǎn)的一階微商dE/dV最大。二階微商法：拐點(diǎn)的dE2

6、/dV2為零。自動(dòng)電位滴定儀確定滴定終點(diǎn)的依據(jù)是什么？答：自動(dòng)電位滴定儀確定滴定終點(diǎn)是通過測(cè)定電位的變化來確定滴定終點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)所用的氫離子選擇性復(fù)合電極的構(gòu)造和原理是怎樣的？答：氫離子選擇性復(fù)合電極是由普通的氫離子選擇性電極和銀一氯化銀電極一起構(gòu)成 的，該復(fù)合電極實(shí)在普通的氫離子電極的外面加了一層玻璃套，該隔離套構(gòu)成了參比 電極系統(tǒng)。隔離套內(nèi)放置一定的KCl溶液（參比電極的內(nèi)部溶液），將銀一氯化銀電絲 浸入KCl溶液構(gòu)成的參比電極。由于KCl溶液中氯離子的活度是一定的，所以銀一氯 化銀電極的電極電位是恒定的。隔離套下端與待測(cè)人員的接觸部分是多孔物質(zhì)。在本實(shí)驗(yàn)的滴定過程中，若存在CO2的干擾，對(duì)

7、測(cè)定結(jié)果有什么影響？答：首先CO2溶于水會(huì)形成H2CO3，在溶液中又會(huì)增添一種新的酸，從而影響滴定終 點(diǎn)，形成較大的偏差。其次CO2會(huì)和NaOH反應(yīng)，生成碳酸鹽，從而使得滴定時(shí)測(cè)得 的混合酸的耗用體積不準(zhǔn)確，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)偏差。實(shí)驗(yàn)小結(jié)在做實(shí)驗(yàn)的過程中，我們首先將要滴定的溶液配制好，取液的過程中在使用移液 槍的時(shí)候不能將移液槍倒置，否則會(huì)腐蝕移液槍。然后再對(duì)儀器進(jìn)行檢查。在檢查的 過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)管內(nèi)部會(huì)有很多大大小小的氣泡，所以必須將其趕走，可以 一邊趕氣泡一邊用指頭輕輕地彈導(dǎo)管，使氣泡更容易趕跑，帶氣泡趕走之后，我們要 將氫離子選擇性復(fù)合電極進(jìn)行清洗。氫離子選擇性復(fù)合電極是一個(gè)非常貴重的儀器， 在清洗過程中一定要膽大心細(xì)，用蒸餾水小心的灑在電極上，然后用比較柔的紙將水 吸干，然后將電極插入燒杯已取好的混合酸當(dāng)中，但一定要注意攪拌子不能打到玻璃 泡。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，由于該設(shè)備是全自動(dòng)的，所以不需要去亂動(dòng)儀器上的按鈕。這雖然是一個(gè)很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，根本不用我