4酸碱滴定 4.ppt

Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 酸碱指示剂的变色原理酸碱指示剂的变色原理酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围影响酸碱指示剂变色范围的因素影响酸碱指示剂变色范围的因素关于混合指示剂关于混合指示剂-酸碱滴定终点的指示方法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 指示剂色变来指示指示剂色变来指示终点终点两个电极电位差的两个电极电位差的突变来指示终点突变来指示终点Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 指示剂法指示剂法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 电位滴定法电位滴定法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 一 酸碱指示剂（Indicator）酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂的作用原理：酸碱指示剂一般是酸碱指示剂一般是一种有机酸或有机碱一种有机酸或有机碱。它它的的酸酸式式及及其其对对应应的的共共轭轭碱碱式式具具有有不不同同的的颜颜色色。当当溶溶液液的的pH值值改改变变时时，酸酸式式或或碱碱式式组组分分的的分分布布分分数数发发生生变化，因而体现出颜色的变化。变化，因而体现出颜色的变化。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 一酸碱指示剂（Indicator）pKa=3.4橙红色橙红色黄色黄色例如，溶液中甲基橙的酸式色与碱式色的平衡：例如，溶液中甲基橙的酸式色与碱式色的平衡：Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 甲基橙指示剂pH3.4，In-优势区；优势区；醌式醌式偶氮式偶氮式Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学(phenolphthalein)8.0 9.6Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学（1）被指示剂的平衡常数不同，变色范围不同；指示剂法：（2）人眼对颜色的敏感程度不同，观察到的变色范围也略有不同。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围百里酚蓝红色红色黄色黄色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=1.7Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围甲基黄红色红色黄色黄色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=3.3Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围甲基橙红色红色黄色黄色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=4.1Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围甲基红红色红色黄色黄色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=5.0Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围溴酚蓝黄色黄色紫色紫色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=4.1Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围溴甲酚绿黄色黄色蓝色蓝色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=4.9Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围溴百里甲酚蓝黄色黄色蓝色蓝色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=7.3Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围中性红红色红色黄橙色黄橙色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=7.4Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围苯酚红黄色黄色红色红色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=8.0Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围百里酚蓝黄色黄色红色红色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=8.9Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 常用酸碱指示剂的变色范围百里酚酞黄色黄色红色红色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13pKa=10.0Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 pKa=1.7pKa=3.3pKa=3.4pKa=5.0Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 二、酸碱指示剂的理论变色点如用如用HIn表示指示剂表示指示剂如果如果看到的是看到的是In-的颜色的颜色如果如果看到的是看到的是HIn的颜色的颜色有有Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 二、酸碱指示剂的理论变色点如果如果两者浓度相等，此时两者浓度相等，此时即即指示剂的理论变色点。指示剂的理论变色点。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 三、酸碱指示剂的性质 指示剂的变色范围不一定在指示剂的变色范围不一定在pH=7左右，而是随着左右，而是随着指示剂指示剂Ka不同而不同；不同而不同；指示剂的颜色变化是渐变的过程；指示剂的颜色变化是渐变的过程；指示剂的变色范围各不相同，一般不大于指示剂的变色范围各不相同，一般不大于2个个pH单位，也不小于单位，也不小于1个个pH单位单位Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 四、酸碱指示剂的变色范围因为因为显现的是显现的是In-的颜色的颜色显现的是显现的是HIn的颜色的颜色Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 四、酸碱指示剂的变色范围所以，所以，pH=pKa1，是，是指示剂变色的指示剂变色的pH范围范围。实际观察时，变色范围与理论计算范围有一定的差距。实际观察时，变色范围与理论计算范围有一定的差距。如甲基橙如甲基橙pKa=3.4,变色范围约为变色范围约为3.1-4.4。指示剂的用量、温度、离子强度等因素对变色范围都指示剂的用量、温度、离子强度等因素对变色范围都有一定的影响。有一定的影响。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 指示剂法最重要的问题是：u指示剂的变色范围要在酸碱滴定的化学计量点附近，指示剂才能较准确地滴定终点。u有时需要将滴定终点限制在很窄的有时需要将滴定终点限制在很窄的pHpH范围范围内，这时可采用混合指示剂内，这时可采用混合指示剂 Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 混合指示剂v作用原理：利用颜色之间的互补作用，使终点时变作用原理：利用颜色之间的互补作用，使终点时变色敏锐，变色范围变窄色敏锐，变色范围变窄v配制方法：配制方法：b.由两种或两种以上的指示剂混合而成。由两种或两种以上的指示剂混合而成。a.由某种指示剂和一种惰性染料配制而成。由某种指示剂和一种惰性染料配制而成。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 pH值值 甲基橙甲基橙 靛蓝靛蓝 混合后混合后3.1 红色红色 蓝色蓝色 紫色紫色4.1 橙色橙色 蓝色蓝色 浅灰色浅灰色4.4 黄色黄色 蓝色蓝色 绿色绿色 混合指示剂混合指示剂Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 混合指示剂例：溴甲酚绿溴甲酚绿甲基红甲基红混合指示剂混合指示剂1 2 3 4 5 6 7 8 9pHAnalytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 特点特点 由由于于颜颜色色互互补补使使变变色色间间隔隔变变窄窄,变变色色敏锐敏锐.广范广范pH试纸试纸甲基红，溴百里酚蓝，甲基红，溴百里酚蓝，百里酚蓝，酚酞按一定比例混合，溶百里酚蓝，酚酞按一定比例混合，溶于乙醇，浸泡滤纸。于乙醇，浸泡滤纸。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 五、影响酸碱指示剂变色范围的因素五、影响酸碱指示剂变色范围的因素1指示剂的用量指示剂的用量 尽量少加，否则终点不敏锐尽量少加，否则终点不敏锐 指示剂本身为弱酸碱，多加增大滴定指示剂本身为弱酸碱，多加增大滴定误差误差Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 五、影响酸碱指示剂变色范围的因素五、影响酸碱指示剂变色范围的因素1）双色指示剂：）双色指示剂：甲基橙甲基橙变色点变色点pHpH取决于酸、碱式体浓度的比值，取决于酸、碱式体浓度的比值，与与C CHInHIn无关无关Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2）单色指示剂：）单色指示剂：酚酞酚酞变变色色点点pHpH取取决决于于C CHInHIn ；C CHInHIn 则则pHpH，变色点酸移，变色点酸移例：例：50100mL溶液中加入酚酞溶液中加入酚酞 23滴，滴，pH=9变色变色1520滴，滴，pH=8变色变色Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2温度的影响温度的影响T T K KInIn 变色范围变色范围 ！注意：如加热，须冷却后滴定注意：如加热，须冷却后滴定 例：甲基橙例：甲基橙 180C 3.14.41000C 2.53.7 灵敏度灵敏度Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 3溶剂的影响溶剂的影响 极性极性介电常数介电常数K Kinin 变色范围变色范围4滴定次序滴定次序 无色无色有色，浅色有色，浅色深色深色例：例：酸滴定碱酸滴定碱 选选甲基橙甲基橙 碱滴定酸碱滴定酸 选选酚酞酚酞Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 指示剂滴定法指示剂滴定法优点：优点：操作简便，不需要特殊设备。操作简便，不需要特殊设备。缺点：缺点：眼睛辨别颜色的能力有差异；眼睛辨别颜色的能力有差异；不能滴定有色溶液；不能滴定有色溶液；有些滴定，变色不敏锐，难以判断终点。有些滴定，变色不敏锐，难以判断终点。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 电位滴定法电位滴定法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪一实验目的一实验目的1掌握电位滴定的原理.2利用自动电位法测定NaOH的浓度。3掌握自动滴定电位仪的操作。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪二实验原理二实验原理自动电位滴定法是利用电位的突变来指示终点。强酸滴定强碱时，利用指示电极指示把溶液中氢离子浓度的变化转化为电位的变化来指示滴定终点。本实验以HCl为滴定剂，基于与NaOH的酸碱反应进行NaOH浓度的测定。滴定过程中，溶液的PH值发生变化，pH复合电极作为指示电极，将电位的变化转化为pH的变化，在pH达到7.0的时候，自动滴定仪停止滴定。读取实验数据Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 三、仪器与试剂三、仪器与试剂雷磁ZDJ-4A型自动电位滴定仪锥形瓶、20ml移液管、磁子，烧杯，吸耳球 0.1000mol/L的HCl、未知浓度的NaOH溶液酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 三仪器与试剂三仪器与试剂自动电位滴定仪使用自动电位滴定仪使用首先、要将其清洗，将导管插入洗液瓶中，按清洗键并设定清洗次数，开始清洗。然后设定搅拌速度，按搅拌键，出现搅拌界面，设定、输入搅拌的速度值，并按确定。最后，要进行自动电位滴定仪的滴定操作，将导管插入标定液中，按滴定键，进入模式滴定设置好的HCl滴定NaOH，开始滴定，待到发出声音的时候，自动停止滴定，读取数据并记录。酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 四实验步骤四实验步骤（一）准备工作：（一）准备工作：1.开启滴定仪电源，预热几分钟。2.自动电位滴定仪的清洗：将导管插入洗液瓶中，按清洗键设定清洗次数，先用蒸馏水清洗滴定管三次；再用标定液0.1mol/L的HCl清洗滴定管三次；3.搅拌速度的设定：按搅拌键，出现搅拌界面，设定，输入搅拌速度数值，确定；酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 四实验步骤四实验步骤（二）测定工作：（二）测定工作：1.HCl滴定NaOH:移取20 mL 未知浓度的NaOH溶液于干净的锥形瓶中，加入磁子，放置在自动电位滴定仪的电磁搅拌处，将导管插入标定液中，开启搅拌键，再按滴定键，进入模式滴定设置好的HCl滴定NaOH，开始滴定。滴定完毕后读取数据；重复滴定三次。2.蒸馏水清洗滴定管三次，关闭仪器。冲洗pH复合电极，在pH复合电极盖中加入饱和氯化钾溶液，将pH复合电极插入盖子中。酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 五数据处理五数据处理1.计算NaOH的浓度：酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪E=7.00VNaOH=20.00mlCHCl=0.1000mol/LNaOH的浓度为0.112536mol/L。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 五数据处理五数据处理酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪2.计算标准偏差：S=（Ci-C）2/(N-1)1/2=（0.114595-0.1125362+(0.111909-0.112536)2+(0.111104-0.112536)2）/21/2=0.0018280.0018283.计算相对标准偏差：Sr=S/C=0.001828/0.112536100%=1.6244%Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 六注意事项六注意事项1.实验开始前，一定要将仪器清洗干净，然后润洗。2.滴定过程中，搅拌很重要，要设置充分的搅拌系数。3.重复滴定时，每次都要用蒸馏水冲洗电极玻璃膜，并用吸水纸吸干。酸碱滴定酸碱滴定自动电位滴定仪自动电位滴定仪