酸堿滴定曲線和指示劑的選擇

1、酸堿滴定曲線和指示劑的選擇 酸堿滴定過程中，溶液的ph可以利用酸度計測量出來，也可以通過公式舉行計算。假如以滴定劑的加入量或中和百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，溶液的ph為縱坐標(biāo)作圖，所得曲線稱為酸堿滴定曲線。按照滴定曲線，可以觀看滴定過程中溶液ph的變幻狀況，推斷被測物質(zhì)能否被精確滴定，挑選最合適的指示pi指示滴定盡頭。 一、強酸強堿的滴定 1曲線繪制 以0.1000mol·l-1 naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00ml0.1000mol·l-1 hcl溶液為例，研究強酸強堿互相滴定時的滴定曲線及指示劑的挑選。各不同階段溶液的ph計算如下： (1)滴定開頭前因為hcl是強酸，所有離解，所以溶

2、液的h十濃度等于hcl的原始濃度。即 c(h+）=0.1000mol·l-1ph=1.00 (2)滴定開頭至化學(xué)計量點前在這段滴定過程中，隨著naoh溶液的不斷加入，溶液的酸度取決于剩余hci。即 c(h+）（hcl的原始濃度×剩余hcl的體積）/ 溶液總體積 (3)化學(xué)計量點時當(dāng)加入20.00mlnaoh溶液時，hcl所有被中和，溶液中的h來自水的離解，即 c(h+）=1.0×10-7（mol·l-1) (4）化學(xué)計量點后化學(xué)計量點以后，再繼續(xù)加入naoh，堿便過量了。溶液酸度取決于過量naoh的濃度。即 c(oh-）=（naoh的原始濃度×

3、過量naoh的體積）/溶液總體積 2曲線分析 化學(xué)計量點前后一定相對誤差范圍內(nèi)（如士0.1）溶液ph的突變，稱為滴定突躍。滴定突躍所在的ph范圍，稱為滴定的ph突躍范圍，簡稱突躍范圍。指示劑的挑選就是以突躍范圍為依據(jù)的。挑選指示劑的原則是：該指示劑的變色范圍應(yīng)所有或部分落在滴定的突躍范圍之內(nèi)。對于0.1000mol·l-1naoh滴定20.00ml0.1000mol·l-1hcl來說，凡在突躍范圍ph=4.309.70以內(nèi)變色的指示劑，都可作為該滴定的指示劑。如酚酞（變色范圍ph=8.0-10.0)、甲基紅（變色范圍ph=4.46.2)、甲基橙（變色范圍ph3.14.4)以

4、及中性紅與亞甲基藍組成的混合指示劑等，都適用于該滴定示例，盡頭誤差士0.1。 滴定突躍范圍的大小也與酸堿溶液的濃度有關(guān)。通過計算，可以得到不同濃度的naoh與hcl的滴定曲線。當(dāng)酸堿溶液濃度都增大10倍時，滴定的突躍范圍增強2個ph單位；反之，則減小2個ph單位。這在挑選指示劑時應(yīng)當(dāng)注重。如用1.000mol·l-1naoh滴定1.000mol·l-1hcl，突躍范圍為3.3010.7，可用甲基橙、甲基紅、酚酞等作指示劑。假如用0.01000mol·l-1naoh滴定0.01000mol·l-1hcl，突躍范圍為5.308.70,只能用甲基紅或酚酞作指示

5、劑，而不能用法甲基橙，否則會增大盡頭誤差。酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度通?？刂圃?.1mol·l-1左右。 二、一元弱酸弱堿的滴定 1強堿滴定一元弱酸以0.1000mol·l-1naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00ml.0.1000mol·l-1hac為例為研究強堿滴定一元弱酸的滴定曲線和指示劑的挑選。其滴定反應(yīng)如下： oh-hac ac-+h2o (1)滴定開頭前滴定開頭前，溶液中h主要來自hac的離解，則： (2)滴定開頭至化學(xué)計量點前在這段滴定過程中，溶液中有未被中和的hac和反應(yīng)產(chǎn)物ac-同時存在，組成了hac-naac緩沖體系，其溶液酸度按緩沖溶液公式計算。即 ph=p

6、ka一 lg c(hac)/c(ac-) (3)化學(xué)計量點時當(dāng)加入20.00mlnaoh溶液時，hac被徹低中和成naac，此時恰為滴定反應(yīng)的化學(xué)計量點，溶液的酸度由naac的水解所打算。 (4）化學(xué)計量點后化學(xué)計量點以后，因為過量naoh的存在，抑制了ac一的水解，溶液的酸度取決于過量naoh的濃度。其溶液ph的變幻與naoh滴定hcl相同。 強堿滴定弱酸具有以下一些特點： naoh-hac滴定曲線起點的ph較naoh-hci滴定曲線高2個ph單位，這是由于hac的離解度較hcl弱的緣故。 滴定開頭后至約200oha。被滴定時，naoh-hac滴定曲線的斜率比naoh-hcl的大。這是由于滴

7、定一開頭就有naac的生成，抑制了hac的離解，使溶液中的h濃度快速降低，ph增強較快。隨著naoh溶液的繼續(xù)加入，naac的濃度相應(yīng)增大，hac濃度相應(yīng)減小，溶液緩沖作用增加，溶液ph增強的速度變慢，因此這一段曲線較為平坦。當(dāng)臨近化學(xué)計量點時，因為hac已很少，緩沖作用大大削弱，ac-的水解作用增大，ph增強較快，曲線的斜率又快速增大，直到化學(xué)計量點，因為hac的濃度急劇減小，使溶液的ph突變，形成滴定突躍。 因為ac-的水解作用，不僅使化學(xué)計量點，甚至使接近化學(xué)計量點時，溶液的ph已在堿性范圍內(nèi)。所以，naoh-hac滴定曲線在誤差為士0.1范圍內(nèi)的突躍范圍為ph=7.749.70，較naoh-hcl小得多，且在堿性范圍內(nèi)。 由此可見，在酸性范圍內(nèi)變色的指示劑，如甲基橙、甲基紅等都不能作為naoh滴定hac的指示劑，否則將引起較大的滴定誤差。惟獨酚酞、百里酚酞等指示劑，才干用于該滴定。在弱酸的滴定中，突躍范圍的大小，除與溶液的濃度有關(guān)外，還與酸的強度有關(guān)。 2強酸滴定一元弱堿 關(guān)于強酸滴定一元弱堿，其狀況與