無(wú)機(jī)與分析化學(xué)教程 第四版 課件 第6章-2 酸堿滴定

第6章酸堿滴定Chapter6Acid-basetitration無(wú)機(jī)與分析化學(xué)

-2基本概念基本原理和應(yīng)用整體認(rèn)知目標(biāo)6-1酸堿質(zhì)子理論6-a各條件對(duì)酸堿平衡的影響6-A對(duì)未知酸堿試樣的滴定分析計(jì)算、誤差分析及方案設(shè)計(jì)6-2共軛酸堿對(duì)6-3KaKbKw6-4質(zhì)子條件6-5pH近似計(jì)算6-6緩沖溶液6-7滴定分析6-b

酸堿滴定有關(guān)計(jì)算及誤差分析6-8化學(xué)計(jì)量點(diǎn)滴定終點(diǎn)6-9標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)6-10酸堿滴定曲線6-11滴定突躍滴定條件6-12酸堿指示劑教學(xué)要點(diǎn)及層次基本原理滴定titration：將已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液)通過(guò)滴定管burette滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中，使滴加的試劑與被測(cè)物質(zhì)按照化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和用量計(jì)算被測(cè)物質(zhì)含量的一種方法。6.4酸堿滴定分析acid-basetitrationanalysis3★標(biāo)準(zhǔn)溶液standardsolution：已知準(zhǔn)確濃度的溶液★化學(xué)計(jì)量點(diǎn)stoichiometricpoint：加入的滴定劑與被滴定物質(zhì)按照化學(xué)計(jì)量關(guān)系完全反應(yīng)時(shí)的那一點(diǎn)。★滴定終點(diǎn)endpoint：通過(guò)某種途徑和方法認(rèn)為剛好定量完全反應(yīng)而停止滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的那一點(diǎn)。

酸堿滴定基本原理與基本概念

4滴定終點(diǎn)與計(jì)量點(diǎn)不一定恰好符合，它們之間存在著的差別，稱(chēng)為“滴定誤差”也叫“終點(diǎn)誤差”。適用于滴定分析的化學(xué)反應(yīng)必須具備如下幾個(gè)條件：

1、反應(yīng)必須按化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行，不發(fā)生副反應(yīng)。2、反應(yīng)能定量地完成。反應(yīng)越完全越好（K要大）

3、反應(yīng)速率要快。

4、能找到比較簡(jiǎn)單而且可靠的確定終點(diǎn)的方法。

5酸堿滴定基本原理與基本概念（續(xù)）

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的分類(lèi)，滴定分析法可分為四類(lèi)：

酸堿滴定法配位滴定法沉淀滴定法氧化還原滴定法直接法（直接配制法）準(zhǔn)確稱(chēng)取（萬(wàn)分之一分析天平稱(chēng)?。┪镔|(zhì),溶解,定量轉(zhuǎn)移至容量瓶中,通過(guò)計(jì)算便得到其準(zhǔn)確濃度。

間接法（標(biāo)定法）粗配一定濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物primarystandard標(biāo)定,測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。66標(biāo)準(zhǔn)溶液的獲得

能采取直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)叫基準(zhǔn)物質(zhì)（G.R.級(jí)）,它必須滿(mǎn)足下列條件：

1、純度必須大于99.9%。2、物質(zhì)組成和化學(xué)式完全一致,包括結(jié)晶水。3、穩(wěn)定,尤其是不易吸水,不易與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。4、有較大的摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量大，所需的稱(chēng)量量就大，則稱(chēng)量的相對(duì)誤差較小。7基準(zhǔn)物質(zhì)

標(biāo)定NaOH的基準(zhǔn)物質(zhì)：H2C2O4C6H4COOKCOOH標(biāo)定HCl的基準(zhǔn)物質(zhì)：無(wú)水Na2CO3Na2B4O7（硼砂）

滴定曲線titrationcurve：酸堿滴定過(guò)程中,溶液的pH值會(huì)隨滴定液的滴入而改變,以pH為縱坐標(biāo),以滴定液的體積（或滴定百分率）為橫坐標(biāo),將各點(diǎn)描在坐標(biāo)圖上并連成曲線,這條曲線叫滴定曲線

滴定突躍titrationjump：滴定過(guò)程中在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%相對(duì)誤差范圍內(nèi)pH值變化（突變）稱(chēng)為滴定突躍。滴定曲線與滴定突躍

8NaOH滴定HCl9滴定曲線與滴定突躍（續(xù)）滴定突躍范圍pH=4.30pH=9.70滴定突躍范圍是選擇指示劑的主要依據(jù),只要在滴定突躍范圍內(nèi)發(fā)生顏色變化的指示劑都能確保誤差<±0.1%化學(xué)計(jì)量點(diǎn)±0.1%范圍內(nèi)溶液的pH變化最大,稱(chēng)為滴定突躍滴定突躍范圍與酸堿溶液濃度的關(guān)系1mol?l-10.1mol·l-10.01mol?l-1滴定劑和被測(cè)溶液的濃度越大,滴定突躍范圍也越大。10滴定曲線與滴定突躍（續(xù)）一元酸能被強(qiáng)堿準(zhǔn)確滴定的判據(jù)定為:

C·Ka>10-811酸堿滴定準(zhǔn)確條件一元堿能被強(qiáng)酸準(zhǔn)確滴定的判據(jù)定為:

C·Kb>10-8滴定突躍范圍越大越好指示劑的變色范圍越小越好

指示劑本身是弱的有機(jī)酸堿

酸式體和堿式體顏色明顯不同溶液pH變化→指示劑結(jié)構(gòu)改變→指示終點(diǎn)變化酸堿指示劑的變色原理酸堿指示劑和終點(diǎn)的判斷12

HInH++In-酸式體堿式體KIn一定，[H+]決定比值大小，影響溶液顏色13酸堿指示劑和終點(diǎn)的判斷（續(xù)）

指示劑理論變色點(diǎn):pH=pKIn（[In-]=[HIn]）

指示劑理論變色范圍:pH=pKIn±1甲基橙：偶氮類(lèi)結(jié)構(gòu)，酸滴堿時(shí)用。變色范圍：3.1

4.4，黃色變橙色。14酸堿指示劑和終點(diǎn)的判斷（續(xù)）酚酞：三苯甲烷類(lèi)，堿滴酸時(shí)用。變色范圍：8

10，無(wú)色變紅色。15酸堿指示劑和終點(diǎn)的判斷（續(xù)）選擇指示劑的原則為：1、指示劑的變色范圍和突躍區(qū)間一定要有交集。交集在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前時(shí),要求指示劑完全變色,因?yàn)槌蔬^(guò)渡色時(shí)有可能未進(jìn)入突躍區(qū)間；交集在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后時(shí),要求指示劑變成過(guò)渡色,因?yàn)橥耆兩珪r(shí)有可能己出了突躍區(qū)間。2、若化學(xué)計(jì)量點(diǎn)在指示劑的變色范圍內(nèi),指示劑變色即為終點(diǎn)。16酸堿指示劑和終點(diǎn)的判斷（續(xù)）

指示劑變色(酸式色

過(guò)渡色

堿式色)時(shí)，在滴定突躍pH范圍內(nèi)（距離化學(xué)計(jì)量點(diǎn)越近越好）6.3HCl滴定某堿,突躍范圍為pH=4.6~3.1,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH=3.95,下列指示劑的選擇及滴定終點(diǎn)的顏色均正確的是:A、甲基橙,橙色B、甲基橙,紅色C、酚酞,無(wú)色D、酚酞,紅色6.4HCl滴定某堿，突躍范圍為pH=4.3~3.6，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH=3.95；且知溴甲酚綠的變色范圍pH=4.0~5.6(黃~藍(lán),中間色為綠色)，酚酞的變色范圍為pH=8.0~10.0(無(wú)色~紅色)，下列指示劑的選擇及滴定終點(diǎn)的顏色均正確的是：(A)溴甲酚綠,綠色(B)溴甲酚綠,黃色

(C)酚酞,無(wú)色(D)酚酞,紅色

課堂練習(xí)17

混合堿由NaOH,Na2CO3,NaHCO3

的混合物組成，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，采用雙指示劑法：酚酞變色時(shí)用去HClV1(mL)，甲基橙變色時(shí)又用去HClV2(mL)混合堿的測(cè)定

18V1>V2:NaOH(V1-V2),Na2C03(2V2)V1<V2:Na2CO3(2V1),NaHCO3(V2-V1)V1=V2:則堿液只含Na2C03V1=0，V2>0:則堿液只含NaHCO3V2=0，V1>0:則堿液只含NaOH首先根據(jù)V1和V2的大小判斷混合堿的組成

：19混合堿的測(cè)定（續(xù)）

混合堿組成為:

NaOH+Na2CO3

,反應(yīng)為:NaOH+HCl

NaCl+H2ONa2CO3+HCl

NaHCO3+NaCl以上反應(yīng)是以酚酞作指示劑，消耗HCl溶液V1(mL)。NaHCO3+HCl

NaCl+H2CO3

以上反應(yīng)以甲基橙作指示劑，消耗HCl溶液V2(mL)。20混合堿的測(cè)定（續(xù)）

V1＞V2計(jì)算21混合堿的測(cè)定（續(xù)）

混合堿組成為:Na2CO3

+NaHCO3

測(cè)定反應(yīng)為:Na2CO3+HCl

NaHCO3+NaCl

以上反應(yīng)是以酚酞作指示劑，消耗HCl溶液V1(mL)。

NaHCO3+HCl

NaCl+H2CO3

以上反應(yīng)是以甲基橙作指示劑，消耗HCl溶液V2(mL)。22混合堿的測(cè)定（續(xù)）

V1<V2計(jì)算23混合堿的測(cè)定（續(xù)）

例6-5混合堿0.6724g用0.2500mol/LHCl滴定,酚酞變色V1=25.36mL,甲基橙變色V2=36.37mL（總體積）,問(wèn)組成和含量。24混合堿的測(cè)定（續(xù)）

解：因?yàn)?5.36>36.37-25.36,為NaOH+Na2CO3混合物

設(shè)NaOH含量為xNa2CO3含量為y

0.6724x/MNaOH+0.6724y/MNa2CO3=0.2500×25.36/1000。0.6724x/MNaOH+0.6724y/（MNa2CO3/2）=0.2500×36.37/1000解得：x=0.4339=43.39%

y=0.2135=21.35

%

4位有效位數(shù)屬于分析化學(xué)計(jì)算題，注意有效數(shù)字保留！6-9有工業(yè)硼砂1.0000g，用0.2000mol/L的HCL滴定至甲基橙變色，消耗24.50mL，計(jì)算試樣中Na2B4O7·10H2O(381.37)的百分含量和以B2O3(69.62)和B(10.81)表示的百分含量。解：因?yàn)镠Cl:Na2B4O7:B2O3:B=2:1:2:4課堂練習(xí)（續(xù)）256-10稱(chēng)取混合堿試樣0.4927g，用0.2136mol·L-1的H