第八章酸堿滴定法教學(xué)教材

第八章酸堿滴定法主要內(nèi)容:1.酸堿指示劑2.酸堿滴定的基本原理3.酸堿滴定法的應(yīng)用重點(diǎn)內(nèi)容:1.酸堿指示劑的作用原理2.酸堿滴定的基本原理、滴定突躍大小的影響因素3.酸堿滴定法的應(yīng)用1§8.1酸堿指示劑8.1.1

酸堿指示劑的作用原理→酸堿指示劑一般是弱的有機(jī)酸或有機(jī)堿，它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pH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。2→甲基橙（MO)-雙色

pH≤3.1,酸式色，紅色；

pH4.4,堿式色，黃色；

pH3.1-4.4，兩種形式共存，為混合色，橙色。3→酚酞（PP）-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。

無色紅色

(內(nèi)酯式、酸式色)(醌式、堿式色)→甲基紅（MR）-雙色在酸性溶液紅色，在堿性溶液中顯黃色。4→溫度pH

18℃100℃

MO3.1~4.42.5~3.7PP8.0~9.68.1~9.0→指示劑用量：雙色指示劑，指示劑用量不會影響指示劑變色點(diǎn)的pH。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有影響的，指示劑加入過多，終點(diǎn)提前。→離子強(qiáng)度和溶劑的影響：增加離子強(qiáng)度，指示劑的理論變色點(diǎn)變小。8.1.3影響因素6

→一類同時使用兩種指示劑，利用彼此顏色之間的互補(bǔ)作用，使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基紅。

→另一類由指示劑與惰性染料（如亞甲基藍(lán)，靛藍(lán)二磺酸鈉）組成的，也是利用顏色的互補(bǔ)作用來提高變色的敏銳度。

→需要將滴定終點(diǎn)限制在很窄的pH范圍內(nèi)，可采用混合指示劑?！腔旌现甘緞?，終點(diǎn)顏色變化約有±0.3pH的不確定度。用混合指示劑，有±0.2pH的不確定度。8.1.4混合指示劑7HAc水溶液：Na2S的[OH-]表達(dá)式：

NaHCO3的質(zhì)子條件：內(nèi)容：酸堿反應(yīng)達(dá)平衡時酸失去的質(zhì)子數(shù)等于堿得到的質(zhì)子數(shù)例：8.1.5酸堿溶液pH的計算1.質(zhì)子條件

8書寫PBE的方法如下:(1)零水準(zhǔn)物質(zhì)的選擇(2)質(zhì)子條件式書寫方法a．溶液中大量存在的b．參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)a.等式左邊——得質(zhì)子后產(chǎn)物b.等式右邊——失質(zhì)子后產(chǎn)物c.根據(jù)質(zhì)子得失相等原則列出質(zhì)子條件式※在處理多元酸堿時應(yīng)注意濃度前的系數(shù)?！?/p>

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)。注意：9寫出NH4H2PO4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]+2[PO43-]+[HPO42-]102.一元弱酸(HA)的c(H+)的計算

質(zhì)子條件式:代入平衡關(guān)系式：

HA?H++A-c(H+)=c(A-)+c(OH-)(總濃度為cmol·L-1)精確計算式：由分布系數(shù)：11若：c

Ka>20Kw，可忽略Kw。若：cKa≥20KW

，且c/Ka≥400或α≤5%

對于則:近似計算式:最簡式:則：c(HA)=c

–c(H+)≈c12同理，對于一元弱堿最簡式：條件：cKa≥20KW

近似式：條件：cKb≥20KW

，c/Kb≥400或α≤5%

13

例：計算298K時0.10mol·L-1HAc溶液中H+,Ac-HAc,OH-pH,α

(Ka=1.8×10-5)。解：c(HAc)=0.1-c(H+)≈0.1(mol·L-1)CKa≥20Kw，C/Ka≥40014pH=-lg{c(H+)}=2.89153.多元弱酸堿（1）多元弱酸：設(shè)多元酸的濃度為c（2）多元弱堿：設(shè)多元弱堿的濃度為c164.兩性物質(zhì)NaHANa

H2PO4

Na2HPO4

NH4Ac178.2.1

基本概念→滴定曲線；以溶液的pH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?！味ǚ?jǐn)?shù)或滴入百分率α；衡量滴定反應(yīng)進(jìn)行的程度?！卉S范圍：α在0.999至1.001之間時的pH值。指示劑的pKa應(yīng)落在突躍范圍內(nèi)，此時滴定誤差在±0.1%?！釅A濃度通常為0.1

mol/L，且濃度應(yīng)接近。.§8.2酸堿滴定的基本原理188.2.2強(qiáng)酸堿滴定

0.10mol·L-1NaOH滴定20.00mL0.10mol·L-1HCl

H++OH-=H2OKt=1/Kw=1014.00-0.1%時:pH=4.302.滴定開始到sp前:[H+]=c(HCl)(未中和)1.滴定前:[H+]=c(HCl)=0.1000mol·L-1pH=1.00193.sp時:[H+]=[OH-]pH=7.004.sp后:[OH-]=c(NaOH)(過量)+0.1%時:[H+]=2.0×10-10mol·L-1pH=9.70200.1000mol·L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol·L-1HClNaOHmLT%剩余HClmL過量NaOHpH[H+]計算0.00020.01.00滴定前:[H+]=c(HCl)18.0090.02.002.28sp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:[OH-]=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52突躍21pHsp=7.00，突躍范圍：pH為4.30-9.70；指示劑：pKa在突躍范圍內(nèi)。22→當(dāng)酸堿濃度增大10倍時，滴定突躍部分的pH變化范圍增加兩個pH單位。→1mol/L，

突躍3.3~10.7，3種指示劑。→0.1mol/L，突躍4.30~9.70，2種指示劑。→0.01mol/L，

突躍5.3~8.7，甲基紅，煮沸溶液驅(qū)除CO2。.238.2.3一元弱酸（堿）的滴定

(Ka(HAc)=10-4.76,Ka(HA)=10-7.00)NaOHmLT%組成pHHAcpHHA[H+]計算式00HA2.884.00與滴定強(qiáng)酸的pH相同10.0050.0HA+A-4.767.0018.0090.0HA+A-5.717.9519.8099.0HA+A-6.679.0019.9699.8HA+A-7.469.5619.9899.9HA+A-7.769.7020.00100.0A-8.739.8520.02100.1A-+OH-9.7010.0020.04100.2A-+OH-10.0010.1320.20101.0A-+OH-10.7010.7022.00110.0A-+OH-11.6811.68-0.1%:pH=pKa+324用0.1

mol/LNaOH滴定相同濃度的HAc：pHsp為8.72突躍：pH7.74~9.70之間。指示劑：酚酞Ka值對突躍范圍的影響：酸愈弱，Ka越小，突躍范圍越小。25強(qiáng)酸滴定一元弱堿用0.1

mol/LHCl滴定相同濃度的NH3。pHsp：5.28突躍：pH4.30~6.25之間。指示劑：甲基紅26

多元酸的滴定：用等濃度NaOH滴定0.10

mol/LH3PO4

pHsp1=4.70甲基橙

pHsp2=9.66酚酞

*CKa1≥10-8

準(zhǔn)確的滴定，

*相鄰兩級Ka比值≥104，分步滴定。8.2.4多元酸和混合酸的滴定多元堿的滴定：用HCl滴定Na2CO3pHsp1=8.3酚酞pHsp2=3.9甲基橙27強(qiáng)酸或強(qiáng)堿C≥10-4mol/L弱酸的滴定Cka≥10-8弱堿的滴定Ckb≥10-8強(qiáng)堿滴定酸式鹽NaHACka2≥10-8強(qiáng)酸滴定酸式鹽NaHACkb2≥10-8多元酸分步滴定兩級Ka比值≥104多元堿分步滴定兩級Kb比值≥104混合酸分別滴定（C1Ka1）/（C2ka2）≥1048.2.5酸堿滴定中準(zhǔn)確滴定的判據(jù)28堿標(biāo)準(zhǔn)溶液:NaOH

配制:以飽和的NaOH(約19

mol·L-1),用除去CO2

的去離子水稀釋.標(biāo)定:1.鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4),Mr=204.2pKa2=5.4,PP,稱小樣,平行3份.2.草酸(H2C2O4·2H2O),Mr=126.07pKa1=1.25,pKa2=4.29,PP,稱大樣.§8.3酸堿滴定法的應(yīng)用8.3.1酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定29酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:HCl(HNO3,H2SO4)配制:用市售HCl(12mol·L-1),HNO3(16mol·L-1),H2SO4(18mol·L-1)稀釋.標(biāo)定:1.Na2CO3,270-300℃烘1hr,MOorMR+溴甲酚綠(△);2.硼砂(Na2B4O7·10H2ONaH2BO3+2H3BO3),60%相對濕度保存,防失水.pHep=5.1,MR.30混合堿的測定（NaOH+Na2CO3）：（1）BaCl2

法一份試樣+HCl----→測定總量一份試樣+BaCl2+HCl

---→測定NaOH甲基橙酚酞（2）雙指示劑法NaOH和Na2CO3混合物的測定可用雙指示劑法，即先用酚酞指示第一計量點(diǎn)，再用甲基橙指示第二計量點(diǎn)。8.3.2酸堿滴定法應(yīng)用示例31酸堿指示劑:了解作用原理,影響因素,掌握常用指示劑(MO,MR,PP)的變色區(qū)間和變色點(diǎn).

理論變色范圍pH=PKa±1第八章總結(jié)2.酸堿滴定曲線和指示劑的選擇:強(qiáng)酸(堿)