第6章酸堿滴定Chapter6Acid-basetitration無機與分析化學

-2基本概念基本原理和應用整體認知目標6-1酸堿質子理論6-a各條件對酸堿平衡的影響6-A對未知酸堿試樣的滴定分析計算、誤差分析及方案設計6-2共軛酸堿對6-3KaKbKw6-4質子條件6-5pH近似計算6-6緩沖溶液6-7滴定分析6-b

酸堿滴定有關計算及誤差分析6-8化學計量點滴定終點6-9標準溶液基準物質6-10酸堿滴定曲線6-11滴定突躍滴定條件6-12酸堿指示劑教學要點及層次基本原理滴定titration：將已知準確濃度的試劑溶液(標準溶液)通過滴定管burette滴加到被測物質的溶液中，使滴加的試劑與被測物質按照化學計量關系定量反應，然后根據標準溶液的濃度和用量計算被測物質含量的一種方法。6.4酸堿滴定分析acid-basetitrationanalysis3★標準溶液standardsolution：已知準確濃度的溶液★化學計量點stoichiometricpoint：加入的滴定劑與被滴定物質按照化學計量關系完全反應時的那一點。★滴定終點endpoint：通過某種途徑和方法認為剛好定量完全反應而停止滴加標準溶液的那一點。

酸堿滴定基本原理與基本概念

4滴定終點與計量點不一定恰好符合，它們之間存在著的差別，稱為“滴定誤差”也叫“終點誤差”。適用于滴定分析的化學反應必須具備如下幾個條件：

1、反應必須按化學計量關系進行，不發生副反應。2、反應能定量地完成。反應越完全越好（K要大）

3、反應速率要快。

4、能找到比較簡單而且可靠的確定終點的方法。

5酸堿滴定基本原理與基本概念（續）

根據化學反應的分類，滴定分析法可分為四類：

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）準確稱取（萬分之一分析天平稱取）物質,溶解,定量轉移至容量瓶中,通過計算便得到其準確濃度。

間接法（標定法）粗配一定濃度的溶液，然后用基準物primarystandard標定,測定標準溶液的準確濃度。66標準溶液的獲得

能采取直接法配制標準溶液物質叫基準物質（G.R.級）,它必須滿足下列條件：

1、純度必須大于99.9%。2、物質組成和化學式完全一致,包括結晶水。3、穩定,尤其是不易吸水,不易與空氣中的物質反應。4、有較大的摩爾質量。摩爾質量大，所需的稱量量就大，則稱量的相對誤差較小。7基準物質

標定NaOH的基準物質：H2C2O4C6H4COOKCOOH標定HCl的基準物質：無水Na2CO3Na2B4O7（硼砂）

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

滴定突躍titrationjump：滴定過程中在化學計量點前后±0.1%相對誤差范圍內pH值變化（突變）稱為滴定突躍。滴定曲線與滴定突躍

8NaOH滴定HCl9滴定曲線與滴定突躍（續）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,只要在滴定突躍范圍內發生顏色變化的指示劑都能確保誤差<±0.1%化學計量點±0.1%范圍內溶液的pH變化最大,稱為滴定突躍滴定突躍范圍與酸堿溶液濃度的關系1mol?l-10.1mol·l-10.01mol?l-1滴定劑和被測溶液的濃度越大,滴定突躍范圍也越大。10滴定曲線與滴定突躍（續）一元酸能被強堿準確滴定的判據定為:

C·Ka>10-811酸堿滴定準確條件一元堿能被強酸準確滴定的判據定為:

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酸堿

酸式體和堿式體顏色明顯不同溶液pH變化→指示劑結構改變→指示終點變化酸堿指示劑的變色原理酸堿指示劑和終點的判斷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酸堿指示劑和終點的判斷（續）

指示劑理論變色點:pH=pKIn（[In-]=[HIn]）

指示劑理論變色范圍:pH=pKIn±1甲基橙：偶氮類結構，酸滴堿時用。變色范圍：3.1

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

10，無色變紅色。15酸堿指示劑和終點的判斷（續）選擇指示劑的原則為：1、指示劑的變色范圍和突躍區間一定要有交集。交集在化學計量點前時,要求指示劑完全變色,因為呈過渡色時有可能未進入突躍區間；交集在化學計量點后時,要求指示劑變成過渡色,因為完全變色時有可能己出了突躍區間。2、若化學計量點在指示劑的變色范圍內,指示劑變色即為終點。16酸堿指示劑和終點的判斷（續）

指示劑變色(酸式色

過渡色

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

(C)酚酞,無色(D)酚酞,紅色

課堂練習17

混合堿由NaOH,Na2CO3,NaHCO3

的混合物組成，用HCl標準溶液滴定，采用雙指示劑法：酚酞變色時用去HClV1(mL)，甲基橙變色時又用去HClV2(mL)混合堿的測定

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V1和V2的大小判斷混合堿的組成

：19混合堿的測定（續）

混合堿組成為:

NaOH+Na2CO3

,反應為:NaOH+HCl

NaCl+H2ONa2CO3+HCl

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

NaCl+H2CO3

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

V1＞V2計算21混合堿的測定（續）

混合堿組成為:Na2CO3

+NaHCO3

測定反應為:Na2CO3+HCl

NaHCO3+NaCl

以上反應是以酚酞作指示劑，消耗HCl溶液V1(mL)。

NaHCO3+HCl

NaCl+H2CO3

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

V1<V2計算23混合堿的測定（續）

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）,問組成和含量。24混合堿的測定（續）

解：因為25.36>36.37-25.36,為NaOH+Na2CO3混合物

設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位有效位數屬于分析化學計算題，注意有效數字保留！6-9有工業硼砂1.0000g，用0.2000mol/L的HCL滴定至甲基橙變色，消耗24.50mL，計算試樣中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：因為HCl:Na2B4O7:B2O3:B=2:1:2:4課堂練習（續）256-10稱取混合堿試樣0.4927g，用0.2136mol·L-1的H