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1、4-5酸鹼滴定與滴定曲線1酸鹼滴定與滴定曲線4-5化學(xué)實驗時,常需要測知溶液的濃度,而滴定(titration),是常用方法之一。滴定是一種利用已知濃度的溶液來測定另一溶液濃度的方法,其中最常見的是酸鹼滴定與氧化還原滴定。本節(jié)將探討酸鹼滴定,而氧化還原滴定則在第5章中討論。酸鹼滴定與滴定曲線4-54-5.1酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.2滴定曲線與酸鹼指示劑的選用學(xué)習(xí)目標(biāo):了解酸鹼滴定的原理、操作,並能做簡單計算。了解滴定曲線及指示劑的選用。酸鹼滴定與滴定曲線4-5利用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)酸液(或標(biāo)準(zhǔn)鹼液)來測定未知濃度的鹼液(或酸液)的過程,稱為酸鹼
2、滴定(acid-basetitration)。酸鹼滴定的原理是利用在達(dá)當(dāng)量點(equivalencepoint)時,酸釋出H+的莫耳數(shù)等於鹼釋出OH-的莫耳數(shù),即CA、CB分別表示酸鹼的體積莫耳濃度,VA、VB分別表示酸鹼的體積,a、b分別表示一莫耳酸或鹼可解離出的H+或OH-莫耳數(shù)。酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.1滴定操作:通常將已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液裝在滴定管中,稱為滴定液(titrant);接著精確量取一定體積的待測液置於錐形瓶中,並滴入數(shù)滴的酸鹼指示劑。將滴定液緩緩滴入待測液中,並攪動使溶液均勻,直到指示劑變色,便達(dá)滴定終點(titration
3、endpoint),記錄滴定液所消耗的體積,便可求得待測液的濃度。酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.1滴定操作:事實上,至滴定終點和當(dāng)量點所消耗的滴定液之體積未必相同;只要選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞?,兩者的體積差異可忽略,通常都將滴定終點視為當(dāng)量點。酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.1酸鹼指示劑:為有機(jī)弱酸或有機(jī)弱鹼,與其共軛鹼或共軛酸的顏色不同;當(dāng)溶液的pH值小於某x值時,會呈現(xiàn)酸式的顏色;溶液的pH值大於某y值時,則呈現(xiàn)鹼式的顏色;pH值介於x~y之間,則呈兩者的混合色調(diào)。以甲基橙為例:當(dāng)溶液的pH值大於4.4時呈黃色,pH值小於3.2時則呈紅色,pH值介於3.
4、2~4.4時則為黃與紅的混合色調(diào)。酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.1常見酸鹼指示劑的變色範(fàn)圍及顏色,如下表:酸鹼滴定與酸鹼指示劑4-5.1稱取單質(zhì)子酸HA2.44克,配成250毫升溶液。量取該溶液50.0毫升,以0.100MNaOH溶液滴定,用去40.0毫升達(dá)當(dāng)量點,則該酸的分子量為何?解答設(shè)該酸的分子量為x,由酸釋出H+的莫耳數(shù)等於鹼釋出OH-的莫耳數(shù),得解得x=122答:該酸的分子量為122範(fàn)例4-1110選修化學(xué)(上)維生素C又名抗壞血酸,分子式為C6H8O6,是二質(zhì)子酸。維生素C藥丸中維生素C的含量,可利用氫氧化鈉溶液滴定測得。某維生素藥丸
5、0.450克,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定,需24.4毫升才達(dá)當(dāng)量點,則該藥丸含維生素C的重量百分率為何?設(shè)該藥丸含維生素C的重量百分率為x%解答由解得x=47.7答:47.7%練習(xí)題4-1111選修化學(xué)(上)在滴定過程中,可以pH值測定儀測得溶液的pH值,該值會隨所加入的滴定液之體積而改變。以溶液的pH值為縱軸、所加入滴定液的體積為橫軸作圖,所得的圖形稱為。滴定曲線(titrationcurve)在滴定曲線上會有一近乎垂直線段的pH值變化範(fàn)圍,所選用的指示劑,其變色範(fàn)圍只要是落在垂直線段的範(fàn)圍內(nèi)均可使用,最佳的指示劑是變色範(fàn)圍愈靠近當(dāng)量點且
6、顏色變化明顯者。滴定曲線與酸鹼指示劑的選用4-5.2強(qiáng)鹼-強(qiáng)酸的滴定曲線室溫時,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定0.100M鹽酸40.0mL的滴定曲線,如圖:1.A點為尚未加入NaOH溶液的鹽酸,此時[HCl]=0.100M,[H+]=0.100M,故溶液的pH值為1.00。4-5.2.1室溫時,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定0.100M鹽酸40.0mL的滴定曲線,如圖:2.B點為加入NaOH溶液20.0mL後的混合溶液,其氫離子濃度為故溶液的pH值為1.48。強(qiáng)鹼-強(qiáng)酸的滴定曲線4-5.2.1室溫時,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定0.100M鹽
7、酸40.0mL的滴定曲線,如圖:3.C點為加入NaOH溶液40.0mL後的混合溶液,NaOH與HCl恰好完全反應(yīng),故C點為當(dāng)量點。此時溶液為氯化鈉水溶液,因Na+及Cl-均不水解,故溶液呈中性,pH值為7.00。強(qiáng)鹼-強(qiáng)酸的滴定曲線4-5.2.1室溫時,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定0.100M鹽酸40.0mL的滴定曲線,如圖:4.D點為加入NaOH溶液60.0mL後的混合溶液,已超過當(dāng)量點,故有未反應(yīng)的氫氧離子,其濃度為溶液的pOH為1.70,故pH值為12.3。強(qiáng)鹼-強(qiáng)酸的滴定曲線4-5.2.1室溫時,以0.100M氫氧化鈉溶液滴定0.10
8、0M鹽酸40.0mL的滴定曲線,如圖:近乎垂直線段的pH值範(fàn)圍約為4.00~10.0之間,因此可以選用甲基紅(4.20~6.30)、石蕊(4.50~8