酸碱滴定法酸碱滴定实验课件.ppt
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1、酸碱滴定法酸碱滴定实验酸碱滴定法酸碱滴定实验第1页,此课件共80页哦7.1酸碱指示剂酸碱指示剂7.1.1、酸碱指示剂变色原理:、酸碱指示剂变色原理:酸碱指示剂一般都是有机弱酸或有机弱碱。酸碱指示剂一般都是有机弱酸或有机弱碱。若用若用HIn表示酸,表示酸,In-表示其共轭碱,酸碱平衡表示其共轭碱,酸碱平衡如下:如下:HIn=H+In酸式色酸式色碱式色碱式色第2页,此课件共80页哦7.1.2、指示剂的变色点、变色范围、指示剂的变色点、变色范围第3页,此课件共80页哦1、HInr/Inr=1,pH=pKHIn,其其pH值称为值称为指示剂的变色点指示剂的变色点.2、HInr/Inr10时,时,观察到的
2、是观察到的是酸式色酸式色.3、HInr/Inr1/10时,时,观察到的是观察到的是碱式色碱式色.第4页,此课件共80页哦4、1/10HInr/Inr10时,时,混合色混合色HInr/Inr=1/10,pH=pKHIn+1HInr/Inr=10,pH=pKHIn-1变色范围变色范围pH=pKHIn1实际变色范围与理论变色范围有差异。常实际变色范围与理论变色范围有差异。常用指示剂见表用指示剂见表7-1,p172第5页,此课件共80页哦指示剂指示剂甲基橙甲基橙甲基红甲基红酚酞酚酞变色范围变色范围(pH)颜色变化颜色变化3.14.44.46.28.010.0红红黄黄红红黄黄无无红红变色点变色点(pKH
3、In)3.45.09.1第6页,此课件共80页哦7.1.3影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因素温温度度、溶溶剂剂、盐盐类类的的存存在在、指指示示剂剂用用量量等。等。7.1.4混合指示剂混合指示剂单单一一指指示示剂剂的的变变色色范范围围宽宽,变变色色不不灵灵敏敏。混合指示剂能弥补上述不足。混合指示剂能弥补上述不足。表表7-2列出了一些常用混合指示剂列出了一些常用混合指示剂第7页,此课件共80页哦混合指示剂混合指示剂可分为两类:可分为两类:1、由两种以上的、由两种以上的酸碱指示剂酸碱指示剂混合而成。混合而成。当溶液的当溶液的pH值改变时,各种指示剂值改变时,各种指示剂都能变都能变色色,
4、在某一,在某一pH时,各种指示剂的时,各种指示剂的颜色互补颜色互补,使,使变色范围变窄变色范围变窄,提高颜色变化的敏锐性。,提高颜色变化的敏锐性。溶液的溶液的pH 溴甲酚绿溴甲酚绿甲基红甲基红混合色混合色6.2蓝蓝黄黄绿绿第8页,此课件共80页哦2、由一种、由一种不随酸度变化不随酸度变化而改变颜色的而改变颜色的惰性染惰性染料料和另一种和另一种酸碱指示剂酸碱指示剂混合而成。混合而成。当溶液的当溶液的pH值改变时,惰性染料不变色,作值改变时,惰性染料不变色,作为背景色。使变色范围变窄,变色敏锐。为背景色。使变色范围变窄,变色敏锐。溶液的溶液的pH靛蓝靛蓝甲基橙甲基橙混合色混合色3.1蓝蓝红红紫紫4
5、.1蓝蓝橙橙浅灰浅灰4.4蓝蓝黄黄绿绿第9页,此课件共80页哦7.2酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择重重点点:讨讨论论能能直直接接进进行行滴滴定定的的条条件件,滴滴定定过过程中程中pH值的变化值的变化情况及情况及选择指示剂选择指示剂的依据。的依据。7.2.1、强碱滴定强酸、强碱滴定强酸例:例:0.1000molL-1的的NaOH滴定滴定20.00mL0.1000molL-1的的HCl,滴定过程中溶液,滴定过程中溶液pH值变化分为四个阶段值变化分为四个阶段讨论。讨论。第10页,此课件共80页哦1、滴定前、滴定前c(HCl)=c(H+)=0.1000molL-1pH=1.002
6、、计量点前、计量点前(决定于剩余的决定于剩余的HCl的浓度的浓度)若加入若加入NaOH体积为体积为19.98mL,即剩下即剩下0.1%HCl未被中和。未被中和。pH=4.3第11页,此课件共80页哦3、计量点时、计量点时加入加入20.00mLNaOH,HCl全部被中和全部被中和pH=7.04、计量点后、计量点后(pH值的计算决定于过量的值的计算决定于过量的OH-的的浓度浓度)当加入当加入20.02mLNaOH,即,即NaOH过量过量0.1%.pOH=4.3pH=9.7第12页,此课件共80页哦第13页,此课件共80页哦曲线分析:曲线分析:3、在在突跃范围内突跃范围内任任意一点停止滴定意一点停止
7、滴定。其终点误差都可控其终点误差都可控制在制在0.1%以内以内。1、突跃范围:、突跃范围:-0.02+0.02mLpH=4.39.72、计量点:、计量点:pH7.0pHNaOH加入量加入量246810mL510 15 20 25突跃突跃第14页,此课件共80页哦选择指示剂的原则:选择指示剂的原则:指示剂的变色范围必须指示剂的变色范围必须全部全部或或部分部分落在滴定落在滴定曲线的曲线的突跃范围内突跃范围内。其终点误差在。其终点误差在0.1%以内以内。酚酚酞酞、甲甲基基红红、溴溴百百里里酚酚蓝蓝可可作作上上述述滴滴定的指示剂定的指示剂,但碱滴酸最好选但碱滴酸最好选酚酞酚酞。指示剂的选择指示剂的选择
8、滴定突跃滴定突跃是选择指示剂的依据,最理想的是选择指示剂的依据,最理想的指示剂是指示剂是恰好在计量点时变色恰好在计量点时变色,但实际上变色点,但实际上变色点的的pH在突跃范围内的指示剂均适用在突跃范围内的指示剂均适用.第15页,此课件共80页哦注意:注意:1、酸碱浓度降为原来的酸碱浓度降为原来的1/10或或1/100,突跃,突跃范围分别为范围分别为pH=5.38.7或或pH=6.37.7。酸碱浓度太小时,突跃不明显甚。酸碱浓度太小时,突跃不明显甚至无,见至无,见图图7-2p173。通常浓度在。通常浓度在0.011molL-1之间。浓度太大也不好之间。浓度太大也不好。第16页,此课件共80页哦图
9、 7-2 不同浓度的NaOH溶液滴定不同浓度HCl溶液的滴定曲线第17页,此课件共80页哦2、甲基橙变色范围甲基橙变色范围(3.14.4)几乎在突跃几乎在突跃范围之外,如果用范围之外,如果用NaOH滴定至滴定至溶液变溶液变黄黄,这时,这时pH4.4,终点误差在,终点误差在0.1%以以内。由于溶液由内。由于溶液由橙色橙色变为变为黄色黄色,不易观,不易观察,故察,故NaOHHCl不用甲基橙。不用甲基橙。如改用如改用甲基橙甲基橙靛蓝二磺酸钠靛蓝二磺酸钠混合指示剂,则混合指示剂,则终点由终点由紫紫经经浅灰浅灰变变绿绿颜色变化明显。颜色变化明显。第18页,此课件共80页哦3、若用若用HCl(0.1000
10、molL-1)滴定滴定NaOH(0.1000molL-1),一般选,一般选甲基红甲基红作指示剂,若作指示剂,若选选甲基橙甲基橙,由,由黄黄滴到滴到橙色橙色(pH4),HCl已过量已过量0.2%,误差,误差0.2%也是允许的。也是允许的。不能用酚酞不能用酚酞:酚酞指示剂的酸式色为无色,碱式:酚酞指示剂的酸式色为无色,碱式色为红色,色为红色,红色变为无色不易观察,而无色变为红红色变为无色不易观察,而无色变为红色就比较明显色就比较明显。因此,常常只是在用。因此,常常只是在用碱滴定酸碱滴定酸时,时,才选用才选用酚酞酚酞指示剂。指示剂。酸碱滴定曲线酸碱滴定曲线(动画动画)第19页,此课件共80页哦强酸滴
11、定强碱强酸滴定强碱:HClNaOH突跃范围突跃范围9.74.3第20页,此课件共80页哦7.2.2、强碱滴定弱酸、强碱滴定弱酸NaOH+HAc=NaAc+H2O1.滴定中滴定中pH变化变化特点:特点:(a)溶液中的溶液中的H+通过电离平衡计算。通过电离平衡计算。pH值起点高值起点高。(b)在滴定过程中,由于形成缓冲溶液,加在滴定过程中,由于形成缓冲溶液,加入强碱时入强碱时pH值变化呈现:快值变化呈现:快较慢较慢快快第21页,此课件共80页哦(c)生成的盐有生成的盐有水解作用水解作用,在计量点时溶液显碱,在计量点时溶液显碱性。性。以以c(NaOH)=0.1000molL-1滴定滴定20.00mL
12、c(HAc)=0.1000molL-1讨论。讨论。(1)滴定前滴定前HAc的的Ka=1.810-5 pH=2.87第22页,此课件共80页哦(2)计量点前计量点前当加入当加入19.98mLNaOH时,时,第23页,此课件共80页哦(3)计量点时:计量点时:溶液中只有溶液中只有NaAc,Kb为为Kb=Kw/Ka=5.610-10cr,b/Kb500,而,而pOH=5.28pH=14-5.28=8.72第24页,此课件共80页哦(4)计量点后计量点后溶液的组成是溶液的组成是NaOH和和NaAc,由于过量的由于过量的NaOH存在,抑制了存在,抑制了Ac-的水解,化的水解,化学计量点后学计量点后pH值
13、的计算取决于过量的碱液。值的计算取决于过量的碱液。若加入若加入NaOH20.02mL时:时:第25页,此课件共80页哦按上述计算方法所组成的滴定曲线见下图:按上述计算方法所组成的滴定曲线见下图:第26页,此课件共80页哦3、指示剂的选择、指示剂的选择选选择择碱碱性性区区域域变变色色的的指指示示剂剂。如如酚酚酞酞、百百里酚蓝等,但不能是甲基橙。里酚蓝等,但不能是甲基橙。2、曲线分析、曲线分析(1)曲线的突跃范围是在曲线的突跃范围是在pH为为7.749.70。(2)在在理理论论终终点点前前溶溶液液已已呈呈碱碱性性,所所以以在在理理论论终终点点时时pH值不是值不是7而是而是8.72。第27页,此课件
14、共80页哦4、影响突跃范围的因素、影响突跃范围的因素(1)浓度浓度(2)酸的强度酸的强度当弱酸的浓度一定时,当弱酸的浓度一定时,酸酸越弱越弱(Ka值越小值越小),曲线起点的,曲线起点的pH值越大,突值越大,突跃范围越窄跃范围越窄。当。当Ka10-7时,无明显的突跃,时,无明显的突跃,就不能用一般的方法进行酸碱滴定。就不能用一般的方法进行酸碱滴定。第28页,此课件共80页哦第29页,此课件共80页哦当酸的浓度一定時,如果我们要求当酸的浓度一定時,如果我们要求终点终点误差误差为为0.2%,则,则强碱能够用指示剂直接准强碱能够用指示剂直接准确滴定弱酸确滴定弱酸的的可行性判据可行性判据为:为:滴定条件
15、滴定条件cr,aKa10-8。第30页,此课件共80页哦5、强酸滴定弱碱、强酸滴定弱碱例例:0.1000molL-1HCl滴滴 定定 20.00mL 0.1000molL-1NH3H2O(1)滴定前滴定前HCl+NH3H2O=NH4Cl+H2OpH=14-pOH=11.13pOH=2.87第31页,此课件共80页哦(2)计量点前计量点前若滴入若滴入HCl19.98mLpH=14-pOH=6.26pOH=7.74(3)计量点时计量点时HCl+NH3H2ONH4Cl+H2O第32页,此课件共80页哦pH=5.28(4)计量点后计量点后与强酸滴定强碱相同。与强酸滴定强碱相同。pH=4.3第33页,此
16、课件共80页哦突跃范围:突跃范围:6.264.3指示剂指示剂:甲基红甲基红滴定条件:滴定条件:crKb10-8计量点:计量点:5.28pHHCl加入量加入量246810mL510 15 202530第34页,此课件共80页哦在在 标标 定定HCl溶溶 液液 时时,常常 用用 硼硼 砂砂(Na2B4O710H2O)作作基基准准物物,硼硼砂砂是是由由NaH2BO3和和H3BO3按按1:1结结合合的的,硼硼砂砂溶溶于于水水后后发发生生下下列列反应:反应:B4O72-+5H2O=2H2BO3-+2H3BO3H2BO3-与与H3BO3为共轭酸碱对,为共轭酸碱对,H3BO3的的Ka=5.910-10,H2
17、BO3-的的Kb=1.710-5,其碱性与氨水相似,其碱性与氨水相似,第35页,此课件共80页哦因此可用强酸因此可用强酸(HCl)滴定滴定H2BO3-来标定来标定HCl的浓度。能够用指示剂的浓度。能够用指示剂直接准确滴定直接准确滴定弱碱弱碱的的可行性判据可行性判据滴定条件:滴定条件:cr,bKb10-8第36页,此课件共80页哦7.2.3多元酸多元酸(碱碱)的滴定的滴定1.首先判断能否直接滴定首先判断能否直接滴定、能否分步滴定能否分步滴定(2)crKa210-8,且且Ka2/Ka3104,可直接滴定,可分步滴定可直接滴定,可分步滴定(1)crKa110-8,且且Ka1/Ka2104,可直接滴定
18、,可分步滴定可直接滴定,可分步滴定第一计量点第一计量点附近有明显附近有明显突跃。突跃。第二计量点第二计量点附近有明显附近有明显突跃。突跃。第37页,此课件共80页哦(3)crKan10-8,crKa(n+1)10-8,如果如果Kan/Ka(n+1)104,两个两个H+都能滴定,但都能滴定,但不能分步滴定不能分步滴定。可直接滴定可直接滴定 可直接滴定可直接滴定 第38页,此课件共80页哦例:例:以以0.1000molL-1NaOH滴定滴定0.1000molL-1H2C2O4。(H2C2O4的的Ka1=5.910-2,Ka2=6.410-5)解:解:crKa1=5.910-310-8,crKa2=
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