八章酸堿滴定法學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1八章酸堿滴定法八章酸堿滴定法第一頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。28.1 酸堿指示劑的作用原理酸堿指示劑的作用原理酸堿指示劑一般是弱的有機酸或有機堿，它酸堿指示劑一般是弱的有機酸或有機堿，它的酸式與其共軛堿式相比應(yīng)具有明顯不同的的酸式與其共軛堿式相比應(yīng)具有明顯不同的色調(diào)。當(dāng)溶液的色調(diào)。當(dāng)溶液的pHpH改變時，指示劑失去改變時，指示劑失去質(zhì)子由酸式轉(zhuǎn)化為堿式，或得到質(zhì)子由質(zhì)子由酸式轉(zhuǎn)化為堿式，或得到質(zhì)子由堿式轉(zhuǎn)化為酸式，由于結(jié)構(gòu)上的改變，堿式轉(zhuǎn)化為酸式，由于結(jié)構(gòu)上的改變，引起了顏色的變化。引起了顏色的變化。第1頁/共33頁第二頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。3甲基橙甲基橙（MOM

2、O)-)-雙色雙色 pH 3.1,酸式色，紅色；酸式色，紅色； pH 4.4, 堿式色，黃色堿式色，黃色； pH 3.1-4.4，兩種形式共存，為混合色，橙色。兩種形式共存，為混合色，橙色。第2頁/共33頁第三頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。4酚酞酚酞（PP）- - 單色在酸性溶液無色，在堿性溶單色在酸性溶液無色，在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為醌式后顯紅色。液中轉(zhuǎn)化為醌式后顯紅色。 無色無色 紅色紅色 (內(nèi)酯式、酸式色內(nèi)酯式、酸式色) (醌式、堿式色醌式、堿式色) 甲基紅甲基紅（MR）- - 雙色雙色在酸性溶液紅色，在堿在酸性溶液紅色，在堿性溶液中顯黃色。性溶液中顯黃色。第3頁/共33頁第四頁，編輯于

3、星期日：十一點 五十一分。5 HIn = H+ + In- 酸式色酸式色 堿式色堿式色 1010， 堿式色；堿式色； 0.1 0.1，酸式色；，酸式色； =1 =1， pH=pKapH=pKa HKHInInaHInIn8.1.2 指示劑的變色范圍指示劑的變色范圍指示劑指示劑 變色范圍變色范圍 酸式色酸式色 堿式色堿式色 pKHIn MO 3.14.4 6.2 9.6 理論變色點：理論變色點： 酸堿式的混合色。酸堿式的混合色。理論變色范圍：理論變色范圍： pH=PKa1常用的酸堿指示劑常用的酸堿指示劑第4頁/共33頁第五頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。6溫度溫度 pH 18 100 指示劑

4、用量：指示劑用量：雙色指示劑，指示劑用量不會影響指雙色指示劑，指示劑用量不會影響指示劑變色點的示劑變色點的pHpH。但用量太多，帶來誤差。單但用量太多，帶來誤差。單色指示劑，指示劑用量的多少對它的變色范圍是色指示劑，指示劑用量的多少對它的變色范圍是有影響的，指示劑加入過多，終點提前。有影響的，指示劑加入過多，終點提前。離子強度和溶劑的影響：離子強度和溶劑的影響：增加離子強度，指示劑的增加離子強度，指示劑的理論變色點變小。理論變色點變小。8.1.3 影響因素影響因素第5頁/共33頁第六頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。7 一類同時使用兩種指示劑，利用彼此顏色之間的一類同時使用兩種指示劑，利用彼

5、此顏色之間的互補作用，使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基互補作用，使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基紅。紅。 另一類由指示劑與惰性染料（如亞甲基藍，靛藍二磺酸鈉另一類由指示劑與惰性染料（如亞甲基藍，靛藍二磺酸鈉）組成的，也是利用顏色的互補作用來提高變色的敏銳度）組成的，也是利用顏色的互補作用來提高變色的敏銳度。 需要將滴定終點限制在很窄的需要將滴定終點限制在很窄的pH范圍內(nèi)，可采用混合范圍內(nèi)，可采用混合指示劑。指示劑。 pHpH的不確定度。的不確定度。8.1.4 混合指示劑混合指示劑第6頁/共33頁第七頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。8HAc水溶液：水溶液： -+2(OH )2 (H S)(H

6、S )(H )cccc+2-323(H )(CO )(H CO )(OH )cccc+-(H )(Ac )(OH )cccNa2S的的OH-表達式：表達式： NaHCO3的質(zhì)子條件：的質(zhì)子條件：內(nèi)容：酸堿反應(yīng)達平衡時酸失去的質(zhì)子數(shù)內(nèi)容：酸堿反應(yīng)達平衡時酸失去的質(zhì)子數(shù) 等于堿得到的質(zhì)子數(shù)等于堿得到的質(zhì)子數(shù)例：例：第7頁/共33頁第八頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。9(2) 質(zhì)子條件式書寫方法質(zhì)子條件式書寫方法a溶液中大量存在的溶液中大量存在的b參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)a.等式左邊等式左邊得質(zhì)子后產(chǎn)物得質(zhì)子后產(chǎn)物b.等式右邊等式右邊失質(zhì)子后產(chǎn)物失質(zhì)子后產(chǎn)物c.根據(jù)根據(jù)質(zhì)子得失相等原則質(zhì)

7、子得失相等原則列出質(zhì)子條件式列出質(zhì)子條件式 在處理多元酸堿時應(yīng)注意濃度前的系數(shù)。在處理多元酸堿時應(yīng)注意濃度前的系數(shù)。 質(zhì)子條件式中不應(yīng)出現(xiàn)作為質(zhì)子參考水質(zhì)子條件式中不應(yīng)出現(xiàn)作為質(zhì)子參考水 準(zhǔn)的物質(zhì)。準(zhǔn)的物質(zhì)。注意：注意：第8頁/共33頁第九頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。10寫出寫出NH4H2PO4水溶液的質(zhì)子條件式：水溶液的質(zhì)子條件式：+H+ -H+H+ H2O OH- NH4+ NH3H3PO4 H2PO4-HPO42- H2PO4- PO43- H+H3PO4=OH-+NH3+2PO43-+HPO42-第9頁/共33頁第十頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。112.一元弱酸一元弱酸(

8、HA)的的c(H+)的計算的計算 質(zhì)子條件式質(zhì)子條件式:代入平衡關(guān)系式：代入平衡關(guān)系式： HA H+ + A-2+aw(H ) =(HA)+cKcK+(HA)(H )(HA)(H )accccK+aawaw(H ) +(H )+(H )cKccKKcK K32-()-0c(H+)=c(A-)+c(OH-)(總濃度為總濃度為cmolL-1)精確計算式：精確計算式：由分布系數(shù)：由分布系數(shù)：第10頁/共33頁第十一頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。12若若： c Ka 20Kw ，可忽略，可忽略Kw。若：若：， 且且 對于對于則則:+aa(H ) +(H )cKccK2-0近似計算式近似計算式:2

9、aaa+4(H )2KKcKc最簡式最簡式:aHKcc2+aw(H ) =(HA)+cKcK則：則：c(HA)=c c(H+)c第11頁/共33頁第十二頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。13同理，對于同理，對于一元弱堿一元弱堿-OH bcK2-4OH 2bbbKKcK最簡式：最簡式：條件：條件：近似式：近似式：條件：條件：， 第12頁/共33頁第十三頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。14 例：計算例：計算298K時時0.10molL-1 HAc 溶液中溶液中H+,Ac- HAc,OH- pH, (Ka =1.810-5)。解：解：-a-5-3-1(H )(Ac )(HAc) 0.1 1.8

10、 10 1.3 10 (mol L ) cccKc(HAcc(H+)0.1(molL-1)CKa20Kw，C/Ka400第13頁/共33頁第十四頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。15)L(mol107.7 101.3101)(OH112-3-14-c-3(H )100%(HAc)1.3 10 100%1.3%0.1ccpH = -lgc(H+第14頁/共33頁第十五頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。161accK+（H ）1bccK-（O H ）（2 2）多元弱堿：設(shè)多元弱堿的濃度為）多元弱堿：設(shè)多元弱堿的濃度為c12aaKKa1（，且c/K 400）12bbKKKb1（，且c/400）第

11、15頁/共33頁第十六頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。17a1a2cK K+（H ）a2a3cK K+（H ）Na H2PO4 Na2HPO4 NH4Aca1a2cK K+（H ）abcK K+（H ）第16頁/共33頁第十七頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。18 基本概念基本概念滴定曲線滴定曲線；以溶液的以溶液的pH為縱坐標(biāo)，所滴入的滴定劑為縱坐標(biāo)，所滴入的滴定劑的物質(zhì)的量或體積為橫坐標(biāo)作圖。的物質(zhì)的量或體積為橫坐標(biāo)作圖。滴定分?jǐn)?shù)或滴入百分率滴定分?jǐn)?shù)或滴入百分率；衡量滴定反應(yīng)進行的程衡量滴定反應(yīng)進行的程度。度。突躍范圍突躍范圍：pHpH值。指示劑的值。指示劑的 pKapKa應(yīng)落在突躍范

12、應(yīng)落在突躍范圍內(nèi)，此時滴定誤差在圍內(nèi)，此時滴定誤差在0.1%0.1%。酸堿濃度通常為酸堿濃度通常為 mol/L，且濃度應(yīng)接近。且濃度應(yīng)接近。.8.2 酸堿滴定的基本原理酸堿滴定的基本原理第17頁/共33頁第十八頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。198.2.2 強酸堿滴定強酸堿滴定 0.10molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.10molL-1 HCl H+OH- =H2O Kt=1/Kw=10+-+-c(H )V(H )-c(OH )V(OH )H =V(H )+V(OH )-0.1%時時:+-1-520.00 0.1000-19.98 0.1000H =5.0 10 mol L

13、20.00+19.982. 滴定開始到滴定開始到sp前前: H+=c(HCl)(未中和未中和)1. 滴定前滴定前: H+=c(HCl)=0.1000molL-1第18頁/共33頁第十九頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。203. sp時時: H+=OH-4. sp后后:OH-=c(NaOH)(過量過量)-+-+-(OH) (OH)(H ) (H )OH =(H )(OH)cV-cVV+V+0.1%時時:-5-10.02OH =0.1000=5.0 10 mol L40.02H+=2.010-10molL-1 第19頁/共33頁第二十頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。210.1000molL-

14、1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl NaOHmLT%剩余剩余HClmL過量過量NaOHpHH+計算計算0.00020.01.00滴定前滴定前:H+=c(HCl)18.0090.02.002.28sp前前:H+=19.8099.00.203.0019.9899.90.024.30 sp: H+=OH- =10-7.0020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.70sp后后:OH-=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52+-+-(H ) (H )(OH

15、) (OH )(H )(OH )cV-cVV+V-+-(OH) (OH)(H ) (H )(H )(OH)cV-cVV+V突突躍躍第20頁/共33頁第二十一頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。22pHsp=7.00pHsp=7.00，突躍范圍：突躍范圍：pHpH為為4.30-9.704.30-9.70；指示劑：指示劑：pKapKa在突躍范圍內(nèi)在突躍范圍內(nèi)。第21頁/共33頁第二十二頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。23當(dāng)當(dāng)酸堿濃度酸堿濃度增大增大1010倍時，倍時，滴定突躍部分的滴定突躍部分的pHpH變化變化范圍增加兩個范圍增加兩個pHpH單位。單位。1 1mol/L， 突躍突躍3.310.

16、7，3種指示劑。種指示劑。0.1 mol/L，突躍突躍，2 2種指示劑。種指示劑。0.01 mol/L， 突躍突躍5.38.7，甲基紅，煮沸，甲基紅，煮沸溶液驅(qū)除溶液驅(qū)除CO2。.第22頁/共33頁第二十三頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。248.2.3 一元弱酸（堿）的滴定一元弱酸（堿）的滴定 (Ka(HAc)=10, Ka(HA)=10)NaOHmLT%組成組成pHHAcpHHAH+計算式計算式00HA2.884.00 與滴定強酸的與滴定強酸的pH相同相同10.0050.0HA+A-4.767.0018.0090.0HA+A-5.717.9519.8099.0HA+A-6.679.001

17、9.9699.8HA+A-7.469.5619.9899.9HA+A-7.769.7020.00100.0A-8.739.8520.02100.1A-+OH-9.7010.0020.04100.2A-+OH-10.00 10.1320.20101.0A-+OH-10.70 10.7022.00110.0A-+OH-11.6811.68+aaH =K c+a-HAH =A K-bOH =(A )K c-OH = (NaOH)+HAc-0.1%:pH=pKa+3第23頁/共33頁第二十四頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。25 mol/LNaOH滴定滴定相同濃度的相同濃度的HAc：pHsp突躍：之

18、間。突躍：之間。指示劑：酚酞指示劑：酚酞Ka值對突躍范圍的影響：值對突躍范圍的影響：酸愈弱，酸愈弱，K Ka a越小，突躍范越小，突躍范圍越小。圍越小。第24頁/共33頁第二十五頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。26強酸滴定一元弱堿強酸滴定一元弱堿 mol/LHCl滴定滴定相同濃度的相同濃度的NH3。pHsp突躍：之間。突躍：之間。指示劑：甲基紅指示劑：甲基紅第25頁/共33頁第二十六頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。27 多元酸的滴定：多元酸的滴定： 用等濃度用等濃度NaOHNaOH mol/L H3PO4 pHpHsp1sp1=4.70 =4.70 甲基橙甲基橙 pHpHsp2sp2=

19、9.66 =9.66 酚酞酚酞 * CK Ka1a11010-8-8 準(zhǔn)確的滴定，準(zhǔn)確的滴定， * * 相鄰兩級相鄰兩級K Ka a比值比值 10 104 4， 分步滴定。分步滴定。8.2.4 多元酸和混合酸的滴定多元酸和混合酸的滴定多元堿的滴定：多元堿的滴定：用用HClHCl滴定滴定NaNa2 2COCO3 3pHpHsp1 sp1 =8.3 =8.3 酚酞酚酞pHpHsp2 sp2 =3.9 =3.9 甲基橙甲基橙第26頁/共33頁第二十七頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。28強酸或強堿強酸或強堿 C C 1010-4-4 mol/L mol/L弱酸的滴定弱酸的滴定 C Ck ka a

20、1010-8-8弱堿的滴定弱堿的滴定 C Ck kb b 1010-8-8強堿滴定酸式鹽強堿滴定酸式鹽NaHA NaHA C Ck ka2 a2 1010-8-8強酸滴定酸式鹽強酸滴定酸式鹽NaHA NaHA C Ck kb2 b2 1010-8-8多元酸分步滴定多元酸分步滴定 兩級兩級K Ka a比值比值 10 104 4多元堿分步滴定多元堿分步滴定 兩級兩級K Kb b比值比值 10 104 4混合酸分別滴定混合酸分別滴定 （C C1 1K Ka1a1）/ /（C C2 2k ka2a2） 10 104 48.2.5 酸堿滴定中準(zhǔn)確滴定的判據(jù)酸堿滴定中準(zhǔn)確滴定的判據(jù)第27頁/共33頁第二十

21、八頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。29堿標(biāo)準(zhǔn)溶液堿標(biāo)準(zhǔn)溶液: NaOH 配制配制: 以飽和的以飽和的NaOH(約約19 molL-1), 用除去用除去CO2 的去離子水稀釋的去離子水稀釋. 標(biāo)定標(biāo)定: 1. 鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4), Mr pKa2=5.4, PP, 稱小樣稱小樣, 平行平行3份份. 2. 草酸草酸(H2C2O42H2O), Mr pKa1=1.25, pKa2=4.29, PP, 稱大樣稱大樣. 8.3 8.3.1 酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定第28頁/共33頁第二十九頁，編輯于星期日：十一點 五十一分。30酸標(biāo)準(zhǔn)溶液酸標(biāo)準(zhǔn)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)稀釋稀釋.標(biāo)定標(biāo)定: 1. Na2CO3, 270-300烘烘1hr, MO or MR+溴甲酚綠溴甲酚綠(); 2. 硼砂硼砂(Na2B4O710