滴定分析法.ppt
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1、关于滴定分析法现在学习的是第1页,共70页n滴定分析法是化学分析中重要的分析方法之滴定分析法是化学分析中重要的分析方法之一。一。n滴定分析法以化学反应为基础,根据滴定反滴定分析法以化学反应为基础,根据滴定反应的类型不同分为应的类型不同分为酸碱、配位、氧化还酸碱、配位、氧化还原、沉淀滴定法原、沉淀滴定法n本章主要介绍酸碱、配位、氧化还原和沉淀本章主要介绍酸碱、配位、氧化还原和沉淀滴定的基本原理,滴定条件、指示剂、滴定滴定的基本原理,滴定条件、指示剂、滴定应用等。应用等。现在学习的是第2页,共70页一、本章要求一、本章要求1、了了解解各各种种滴滴定定法法的的原原理理、滴滴定定条条件件,掌掌握握影影
2、响响突突跃跃范围大小的因素;范围大小的因素;2、了了解解各各种种滴滴定定法法指指示示剂剂变变色色原原理理,掌掌握握各各种种滴滴定定法指示剂的选择,常用的指示剂使用条件及颜色变化;法指示剂的选择,常用的指示剂使用条件及颜色变化;3、掌掌握握各各类类滴滴定定法法能能够够准准确确滴滴定定的的条条件件及及终终点点计计算方法;算方法;4、理理解解条条件件稳稳定定常常数数概概念念、酸酸效效应应及及酸酸效效应应系系数数对条件稳定常数的影响;对条件稳定常数的影响;现在学习的是第3页,共70页5、理理解解条条件件电电极极电电势势概概念念,掌掌握握氧氧化化还还原原滴滴定定的的准准确确滴滴定判据、化学计量点的计算和
3、突跃范围;定判据、化学计量点的计算和突跃范围;6、掌握掌握各种滴定分析方法的重要应用。各种滴定分析方法的重要应用。n难点:滴定原理、条件难点:滴定原理、条件n重点:四大滴定的重点:四大滴定的 滴定原理、滴定条件、指示剂、应用滴定原理、滴定条件、指示剂、应用二、计划学时二、计划学时:1416现在学习的是第4页,共70页10-1 酸碱滴定法酸碱滴定法n酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的定量分析方法。酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的定量分析方法。n酸:酸碱质子理论认为给出质子的物质都是酸酸:酸碱质子理论认为给出质子的物质都是酸 一元弱酸一元弱酸 HA(HAc)多元弱酸多元弱酸 HnA(H2CO3)n碱碱:
4、凡是接受质子的物质都是碱凡是接受质子的物质都是碱 一元弱碱一元弱碱 A-(Ac-)多元弱碱多元弱碱 An-(CO32-)现在学习的是第5页,共70页n两性物质:既能给出质子,又能接受质子的物质为两性物质:既能给出质子,又能接受质子的物质为两性物质。两性物质。HA-H2A-HCO3 H2PO4-HA2-HPO42-n缓冲溶液:缓冲溶液:HA A-现在学习的是第6页,共70页10-1 酸碱滴定法酸碱滴定法1.指示剂的变色原理指示剂的变色原理 酸碱指示剂一般是酸碱指示剂一般是有机弱酸有机弱酸或或弱碱弱碱,它们在溶液中,它们在溶液中以以酸式或碱式两种型体酸式或碱式两种型体存在,两种型体因其结构不同而存
5、在,两种型体因其结构不同而呈现不同的颜色。呈现不同的颜色。一、一、酸碱指示剂酸碱指示剂(自学为主)(自学为主)n 溶液中溶液中H+或或pH值发生变化,指示剂可能获得质子转化值发生变化,指示剂可能获得质子转化为酸式或给出质子转化为碱式,引起溶液颜色的变化而指为酸式或给出质子转化为碱式,引起溶液颜色的变化而指示滴定终点。示滴定终点。现在学习的是第7页,共70页n共轭酸碱对结构不同,呈现颜色不同,共轭酸碱对结构不同,呈现颜色不同,H+变化引起结构变化,颜色变化。变化引起结构变化,颜色变化。n例如:酚酞是有机弱酸,称为例如:酚酞是有机弱酸,称为酸型酸型指示剂。指示剂。水溶液中有如下颜色变化:水溶液中有
6、如下颜色变化:HIn H+In-酸式酸式 碱式碱式无色无色 红色红色-COO-OH-H+现在学习的是第8页,共70页n在酸性溶液中在酸性溶液中:酚酞主要以酚酞主要以HIn存在,无色。存在,无色。n随着溶液中随着溶液中H+浓度的逐渐减小,上述平衡浓度的逐渐减小,上述平衡向右移动,向右移动,当溶液呈碱性时,酚酞转化为当溶液呈碱性时,酚酞转化为醌式结构而显红色醌式结构而显红色。n仅有一种型体具有颜色的指示剂,称为仅有一种型体具有颜色的指示剂,称为单单色指示剂。色指示剂。如酚酞如酚酞.HIn H+In-酸式酸式 碱式碱式无色无色 红色红色现在学习的是第9页,共70页 甲基橙是一种有机甲基橙是一种有机弱
7、碱弱碱,酸式和碱式型体均有颜色而,酸式和碱式型体均有颜色而称为称为双色指示剂双色指示剂。在水溶液中的颜色变化如下:。在水溶液中的颜色变化如下:碱型,黄色(偶氮式)碱型,黄色(偶氮式)酸型,红色(醌式)酸型,红色(醌式)H+In-HIn碱式碱式 酸式酸式 黄色黄色 红色红色增大溶液酸度,增大溶液酸度,pH,平衡向右移动,溶液由黄平衡向右移动,溶液由黄红色红色减低溶液酸度,减低溶液酸度,pH,平衡向左移动,溶液由红平衡向左移动,溶液由红黄色黄色H+现在学习的是第10页,共70页2、指示剂的变色范围:、指示剂的变色范围:npH的变化影响指示剂存在型体,影响溶液的颜色。的变化影响指示剂存在型体,影响溶
8、液的颜色。以弱酸类为例:以弱酸类为例:HIn H+In-(HIn In-)现在学习的是第11页,共70页指示剂的变色范围:指示剂的变色范围:理论变色点:理论变色点:理论变色范围:理论变色范围:实际变色范围:比理论变色范围实际变色范围:比理论变色范围小小现在学习的是第12页,共70页变色范围变色范围 酸色酸色 中间色中间色 碱色碱色甲基橙甲基橙3.1 4.4 红红橙橙 黄黄甲基红甲基红4.4 6.2 红红橙橙 黄黄酚酚 酞酞8.0 9.6 无色无色 粉红粉红 红红石石 蕊蕊3.0 8.0 红红紫紫 蓝蓝常用的酸碱指示剂常用的酸碱指示剂现在学习的是第13页,共70页使用指示剂应注意问题使用指示剂应
9、注意问题:量量用量不宜过多用量不宜过多。23滴滴方向方向颜色顺序颜色顺序:浅浅深深 易观察易观察温度温度影响影响K(HIn),影响变色范围影响变色范围3.混合混合指示剂指示剂:实际变色范围很窄、终点敏锐。实际变色范围很窄、终点敏锐。如:溴甲酚绿如:溴甲酚绿-甲基橙:橙变绿,甲基橙:橙变绿,终点敏锐。终点敏锐。(*课外课外查查:pH试纸制作原理和方法试纸制作原理和方法.)现在学习的是第14页,共70页二、二、酸碱滴定基本原理酸碱滴定基本原理滴定曲线滴定曲线滴定剂滴定剂%与与 pH关系曲线。关系曲线。目的目的选择指示剂,使终点误差选择指示剂,使终点误差0.1%0.2%H+OH-=H2O很大,故强酸
10、很大,故强酸 强碱滴定反应很彻底。强碱滴定反应很彻底。1、强酸、强酸 强碱滴定:强碱滴定:现在学习的是第15页,共70页例:例:0.1000mol.L-1NaOH滴定滴定0.1000mol.L-1HCl 20.00ml,绘滴定曲线绘滴定曲线.(1)滴定前滴定前:c(H+)=c(HCl)=0.1000mol.L-1 pH=1.00(2)化计点前化计点前:如加如加NaOH 19.98ml,c(H+)由剩余由剩余HCl定定pH=4.30 如此时如此时(终点终点前前半滴半滴)停止滴定停止滴定,将产生将产生负误差负误差:现在学习的是第16页,共70页(3)化计点化计点:加加NaOH 20.00ml,终点
11、终点NaCl+H2O pH=7.00(4)化计点后化计点后:如加如加NaOH 20.02ml,(过量半滴过量半滴)pH=9.70 如此时如此时(终点终点后后半滴半滴)停止滴定停止滴定,将产生将产生正误差正误差:其它点类推其它点类推,得表得表10-2.绘图绘图10-1-滴定曲线滴定曲线(动画动画)现在学习的是第17页,共70页化计点化计点7.0突跃范围突跃范围4.39.7A%V(NaOH)pHNaOH HCl 甲基红甲基红酚酞酚酞甲基橙甲基橙滴至黄色滴至黄色!现在学习的是第18页,共70页注意:注意:1、突跃范围:、突跃范围:化计点前后化计点前后-0.02ml +0.02ml(约一滴;约一滴;终
12、点终点误差误差-0.1%+0.1%),),pH4.39.7,有很大有很大“突跃突跃”,这一突跃对应的,这一突跃对应的pH范围称范围称突跃范围。突跃范围。2、滴定曲线的意义:、滴定曲线的意义:由突跃范围选指示剂。突跃范由突跃范围选指示剂。突跃范围越大,越好选择。围越大,越好选择。指示剂的变色范围指示剂的变色范围全部全部或或大部分大部分落在突跃范围内均落在突跃范围内均可,但可,但越接近越接近化计点化计点终点终点误差越小。误差越小。相同突跃范围,还应注意颜色变化方向。如:相同突跃范围,还应注意颜色变化方向。如:HCl 滴定滴定 NaOH,pH9.74.3,甲基橙甲基橙,误差大误差大.现在学习的是第1
13、9页,共70页酚酞酚酞化计点化计点突跃范围突跃范围4.39.7甲基红甲基红甲基橙甲基橙 A%V(NaOH)pHNaOH HCl HCl NaOH滴至橙色将滴至橙色将+0.2%误差误差现在学习的是第20页,共70页 HCl、NaOH浓度均浓度均增大增大10倍倍,突跃范围上下各增,突跃范围上下各增加一个加一个pH单位。单位。pH3.310.7 HCl、NaOH浓度浓度均均减小减小10倍倍,突跃范围上下各,突跃范围上下各减减小小一个一个pH单位。单位。pH5.38.7 一般酸碱浓度取一般酸碱浓度取0.1000 mol.L-1左右。左右。3、突跃范围与酸碱浓度成正比、突跃范围与酸碱浓度成正比4、浓度越
14、大、突跃范围越大,指示剂越好选择,、浓度越大、突跃范围越大,指示剂越好选择,终点终点误差越小误差越小.反之,难选择。反之,难选择。注意:注意:现在学习的是第21页,共70页酚酞酚酞化计点化计点甲基红甲基红甲基橙甲基橙A%V(NaOH)pHNaOH HCl 0.1 pH4.39.7 1.0 pH3.310.7 0.01 pH5.38.7 现在学习的是第22页,共70页2、强酸(碱)滴定一元弱碱(酸)、强酸(碱)滴定一元弱碱(酸)强碱强碱一元弱酸一元弱酸 HA+OH-=H2O+A-现在学习的是第23页,共70页例:例:0.1000mol.L-1NaOH滴定滴定0.1000mol.L-1HAc 20
15、.00ml,绘滴定曲线绘滴定曲线.(1)滴定前滴定前:c(HAc)=0.1000mol.L-1(一元弱酸一元弱酸)(2)化计点前化计点前:如加如加NaOH 19.98ml(终点终点误差误差-0.1%),剩剩余的余的0.02mlHAc和反应生成的和反应生成的NaAc组成组成缓冲体系缓冲体系:pH=2.89;可用最简式:;可用最简式:pH=7.76现在学习的是第24页,共70页(3)化计点化计点:加加NaOH 20.00ml,终点终点NaAc(一元弱碱一元弱碱)pH=8.72;可用最简式:;可用最简式:(4)化计点后化计点后:如加如加NaOH 20.02ml,(过量半滴,过量半滴,终点终点误差误差
16、+0.1%)pH=9.70现在学习的是第25页,共70页0 50 100 150 200滴定百分数滴定百分数0.1000molL1NaOH与与0.1000molL1 HAc的滴定曲线的滴定曲线酚酞酚酞HAcHClpH 1412108642pH=7.76pH=9.70现在学习的是第26页,共70页酚酞酚酞化计点化计点8.72突跃范围突跃范围7.769.70甲基红甲基红 甲基橙甲基橙 A%V(NaOH)pHNaOH HCl NaOH HAc4.3现在学习的是第27页,共70页2、突跃范围明显、突跃范围明显变窄变窄,且均在,且均在碱性碱性范围范围 pH=7.769.70,所以所以NaOH 滴滴 HA
17、c,只能选酚酞!只能选酚酞!弱酸越弱、终点产物碱性越强,突跃范围越偏碱性弱酸越弱、终点产物碱性越强,突跃范围越偏碱性相反,强酸滴弱碱(相反,强酸滴弱碱(HCl滴定滴定 NH3)突跃范围偏突跃范围偏酸酸 性性(pH=6.34.3),不能选酚酞!可选不能选酚酞!可选甲基红,勉强可用甲基红,勉强可用甲基橙(误差较大)。甲基橙(误差较大)。1、滴定曲线滴定曲线起点高(起点高(pH=2.89);前半段陡;前半段陡-缓缓-陡(缓冲)陡(缓冲)后半段与强碱后半段与强碱强酸相同。强酸相同。结论结论现在学习的是第28页,共70页0 50 100 150 200滴定百分数滴定百分数0.1000molL1HCl滴定
18、滴定0.1000molL1 NH3的滴定曲线的滴定曲线NH3NaOHpH 1412108642突跃范围突跃范围6.34.3甲基红甲基红甲基橙甲基橙 酚酞酚酞 现在学习的是第29页,共70页3、突跃范围的大小与、突跃范围的大小与 c 和和 Ka 均有关:均有关:当当 才有才有0.3pH的突跃,才可用的突跃,才可用指示剂指示剂故能故能准确准确滴定滴定弱酸弱酸的条件:的条件:能能准确准确滴定滴定弱碱弱碱的条件:的条件:4、浓度一定时,、浓度一定时,Ka越大、突跃范围越大(但只使终点越大、突跃范围越大(但只使终点前前变大:变大:如强碱滴定如强碱滴定HAc:pH7.769.70;而滴定甲酸而滴定甲酸,K
19、a增大增大10倍倍,突跃范围,突跃范围只在下段只在下段扩大一扩大一个个pH单位:单位:pH 6.769.70 终点后为何不变终点后为何不变?与与Ka无关无关现在学习的是第30页,共70页现在学习的是第31页,共70页*5、Ka一定时,浓度越大、突跃范围越大(但只使终点一定时,浓度越大、突跃范围越大(但只使终点后后变大:变大:如如0.1000mol.L-1NaOH滴定滴定0.1000 mol.L-1HAc:pH=7.769.70 若若HAc、NaOH浓度均浓度均增大增大10倍倍:pH=7.7610.70 化计点前化计点前:如加如加NaOH 19.98ml(终点终点误差误差-0.1%),剩余剩余的
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