酸碱中和滴定(原理).ppt

pH的应用,酸碱中和滴定,第一课时,pH在化学分析中的应用 酸碱中和滴定,一.定义 酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知 浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱(或酸) 的实验方法。,怎么测呢？,？,二.原理： 中和滴定以酸碱中和反应为基础， H+ + OH- = H2O 在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时：,有n(H+)=n(OH-),当元数相同的酸和碱反应时（如NaOH和HCl）,c酸 V酸=c碱V碱,如果酸或者碱的元数不相同呢？如：用NaOH标准溶液滴定 H2SO4，它们的关系式如何书写？,c NaOH V NaOH =2c H2SO4 V H2SO4,总结： x 元酸和y元碱恰好发生中和时， c酸 ， V酸 ， c碱 ， V碱的关系式：,x c酸 V酸=yc碱V碱,也就是 x c标准V标准=yc待测V待测,（其中c标准为已知值，V待测或V标准在滴定前通过精确量取而成为已知值，最后根据已知值和实验测定值计算出c待测。）,练习1：用0.1032mol/L的HCl溶液滴定25.00mL未知氢氧化钠溶液，滴定完成时用去盐酸溶液27.84mL。计算待测氢氧化钠溶液的物质的量浓度。,练一练,(答案：0.1149mol/L),练习2：用0.1230mol/L的NaOH溶液滴定25.00mL未知浓度的硫酸溶液，滴定完成时用去NaOH溶液27.84mL。计算待测硫酸溶液的物质的量浓度。,练一练,（答案：0.06849mol/L),你认为利用中和反应进行中和滴定必须解决的关键问题是什么？,准确测量参加反应的两种溶液的体积,选用更加精确仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、移液管。,滴定管和移液管：精量仪，读数精确到0.01mL,可准确量取一定量的试液。,准确判断中和反应什么时候“恰好” 完全（即准确判断滴定终点）,方法：在待测溶液中加入酸碱指示剂（如酚酞，甲基橙）。,你认为用中和反应进行中和滴定必须解决的关键问题是什么？,三.指示剂的选择：,指示剂指示终点的原理：,HIn,H+,OH-,In- + H,酸色,碱色,几种常用指示剂的变色范围如下：,选择原则：终点时指示剂的颜色变化明显、灵敏、易观察。,因为石蕊试剂变化不灵敏，所以一般不用石蕊作中和滴定的指示剂。,指示剂的选择：,在高中阶段用的最多的是酚酞。,四中和滴定实验仪器介绍： 酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、滴定管夹、滴定台。,种类： 酸式滴定管下端玻璃活塞 碱式滴定管下端连接一橡皮管（内有玻璃小球控制流速）下端尖嘴玻璃管,酸式滴定管用来盛放酸性或具有氧化性的溶液。（酸、Br2、KMnO4、等，不能盛放NaOH、） 碱式滴定管用来盛放碱性物质或无氧化性的物质,为什么酸式滴定管与碱式滴定管结构上不同呢？,0刻度在上，从上往下读，最大量程有25mL、50mL 精确度：取到小数点后两位， 如：24.00mL、23.38mL 最后一位是估计值。,滴定管的读数方法:,滴定管的洗涤： 先用蒸馏水洗涤，再用标准液 （或待测液）来润洗。,滴定管的固定: 垂直于桌面，高度以滴定管尖伸 入锥形瓶约1cm为宜。,第二课时,实验酸碱中和滴定pH突跃曲线的绘制,实验用品： 试剂：0.1000mol/L的HCl溶液，0.1000mol/L NaOH溶液， 酚酞溶液，蒸馏水。 仪器：碱式滴定管，酸式滴定管，滴定管夹，烧杯，铁架 台， pH计，磁力搅拌器，磁子。,实验内容： 用 0.1000mol/L的HCl溶液滴定20ml0.1000mol/L NaOH 溶液，测定酸碱滴定曲线。,实验酸碱中和滴定pH突跃曲线的绘制,实验过程： 取20ml 0.1000mol/L NaOH溶液于100ml烧杯中，滴入两滴酚酞溶液，放入磁子，将pH计放入烧杯中，确保pH计的小玻璃球全部没入溶液中。 开动磁力搅拌器 ， 读取滴定过程中溶液的pH值，同时打开酸式滴定管的活塞，控制滴速为3滴/秒，观察烧杯中溶液的变化以及pH随滴定进行的变化规律。,酸碱中和滴定过程中pH的突跃曲线,pH值的 变化规律如何？,(a)滴定前，加入滴定剂(HCl)的体积为0.00ml时： 0.1000mol/L的NaOH溶液中的氢离子浓度：,知识支持：pHlg c(H+) 室温下，在溶液中c(H+)c(OH-)=1.010-14,算一算,通过计算了解不同滴定过程中的pH。,pH = -lg(1.010-13) = 13,c(H+) = 1.010-14 / 1.010- 1 =1.010-13,(b)滴定中(pH取决于剩余NaOH的量） 如：加入滴定剂体积为18.00ml时：,c(OH-) ,0.1000（20.0018.00）,20.00+18.00, 5.310-3 mol/L,知识支持：pHlg c(H+) 室温下，在溶液中c(H+)c(OH-)=1.010-14,c(H+) = 1.010-14 / 5.310- 3 =1.910-11,pH = -lg(1.910-11) = 11.72,c(OH-) ,0.1000（20.0019.96）,20.00+19.96, 1.010-4 mol/L,当加入滴定剂体积为19.96ml时（滴定时，每滴 溶液的体积约为0.04ml）：,知识支持：pHlg c(H+) 室温下，在溶液中c(H+)c(OH-)=1.010-14,c(H+) = 1.010-14 / 1.010- 4 =1.010-10,pH = -lg(1.010-10) = 10,知识支持：pHlg c(H+) 室温下，在溶液中c(H+)c(OH-)=1.010-14,(c)当酸和碱刚好反应完全时 (即加入滴定剂HCl的体积刚好为20.00ml时)：,pH =7,c(H+) ,0.10000.04,20.00 + 20.04, 1.010-4 mol/L,pH = -lg(1.010-10) = 4,知识支持：pHlg c(H+) 室温下，在溶液中c(H+)c(OH-)=1.010-14,(d)当滴定剂HCl过量时 假设刚好多滴加一滴HCl（即HCl过量0.04ml）,由于指示剂的变色范围不是7所引起的 误差是很小的。,结论,滴加体积：0.0019.96ml, pH = 13 - 10 = 3,滴加体积：19.9620.04ml, pH = 10 - 4 = 6，发生滴定突越。,如果是用碱滴定酸，在滴定过程中，溶液pH随着体积变化的趋势又如何？,想一想,请以氢氧化钠滴定盐酸为例，回答上述问题。,计算出不同滴定点时溶液的pH值，部分结果列于表,滴定曲线不仅说明了滴定时溶液pH值的变化方向，而且也说明了各个阶段的变化速度。 在化学计量点附近pH值有一个突变过程, 这种pH值突变称之为滴定突跃，突跃所在的pH值范围称为滴定突跃范围 (常用化学计量点前后各0.1%的pH范围表示)，本例的突跃范围是（4.30-9.70）,二、指示剂的选择,最理想的指示剂应该能恰好在反应的化学计量点发生颜色变化。,指示剂的选择主要以滴定的突跃范围为依据，通常选取变色范围全部或部分处在突跃范围内的指示剂滴定终点，这样产生的误差不会超过0.1%,在上述滴定中，甲基橙（pH3.1-4.4）和酚酞(pH8.0-10.0)的变色范围均有一部分在滴定的突跃范围内,所以都可以用来指示这一滴定终点,用碱滴定酸的情况下,巩固练习,练习1.酸碱完全中和时( ) A、酸与碱的物质的量一定相等 B、酸所能提供的H+和碱所能提供的OH-的物质 的量相等 C、酸与碱的质量相等 D、溶液呈中性,B,练习2. 用标准NaOH滴定盐酸时，若配制标准溶液称取的NaOH固体中含有下列杂质时，会引起滴定结果偏低的是 ( ) ANaCl , BNa2O CNa2CO3 DNaHCO3,巩固练习,A,巩固练习,练习3.用物质的量浓度相同的盐酸、硫酸、磷酸溶液，分别中和质量相同、浓度相同的NaOH溶液生成正盐，消耗这三种酸的体积比是（ ） A、1:1:1 B、3:2:1 C、6:3:2 D、1:2:3,练习4.中和相同体积、相同pH的Ba(OH)2、NaOH两种稀溶液，所用相同浓度的盐酸的体积分别为V1、V2，则二者的大小关系为 。,V1=V2,C,巩固练习,练习5.氢氧化钾样品中含有不与酸反应的杂质，为了测定氢氧化钾的纯度，取样品0.56g溶于水制成1L溶液。取此溶液25.00mL，用0.005mol/LH2SO4标准液滴定，用去24mL，则氢氧化钾的质量分数为（ ） A、96% B、48% C、9.6% D、56%,A,第三课时,原理复习,一.酸碱中和滴定的定义,二.原理：,重要关系式：cH+V酸=cOH-V碱，,c待测,x V待测,y c标准V标准,三.正确选用酸碱滴定的仪器和指示剂,指示剂：终点时指示剂的颜色变化明显、灵敏、易观察； 酸碱中和滴定中，常用酚酞、甲基橙。,仪器：酸式滴定管和碱式滴定管。,试剂：HCl溶液（未知浓度）、0.1000mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、蒸馏水。 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、锥形瓶、洗瓶、铁架台、烧杯等。,一.实验任务： 实验室里面有一瓶未知浓度的HCl溶液，请你用酸碱中和滴定的方法测定出盐酸的浓度。,二.仪器和试剂,三.实验操作过程：,检漏-润洗-注液-赶气泡-调零,1.滴定准备过程： （1）滴定管的准备,（2）锥形瓶的准备 盛液-滴加23滴指示剂 （锥形瓶可以用蒸馏水润洗，但绝对不能用待测液润洗，本次实验使用滴定管量取待测液）,2.滴定 左手控制滴定管活塞，右手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶色中溶液颜色的变化。 （如右图）,（碱式）,（酸式）,仪器的正确使用,3.终点的判断,所谓的终点是酸和碱恰好中和完全的那个时刻。溶液颜色刚好发生变化且在半分钟内不再退色。,4.读数,读取滴定管内液面所在体积数时，应使滴定管与水平的实验台面保持垂直，并使视线与滴定管内液体的凹液面最低处水平相切。,正确,错误,错误,俯视图,仰视图,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,4.数据记录,重复滴定一次。 设计表格，将两次读取的数据记录在自己设计的表格中，求出两次滴定消耗NaOH体积的平均值，并利用平均值计算得出待测液HCl的浓度。 （设计表格要求：保留原始数据，再利用原始数据计算得到测量结果，可参考课本49页例题。）,5.滴定结果的计算,c待测,x V待测,y c标准V标准,计算公式：,其中，,x y1，V标准 ，,2,V1 V2,V待测20.00ml,c标准0.1000mol/L,c待测,V待测,c标准V标准,根据实验结果，请同学分析误差产生的原因：,指示剂引起的误差;,滴定操作过程中引起的误差；,读数不准引起的误差。,误差分析,滴定过程中任何错误操作都有可能导致C标、V标、V待的误差 但在实际操作中认为C标是已知的，V待是固定的，所以一切的误差都归结为对V标的影响，V标偏大则C待偏大， V标偏小则C待偏小。,误差分析,误差分析的依据：,实验过程中的三个部分：,滴定前的准备工作；,从滴定开始到滴定结束；,读数,误差分析,滴定前实验准备过程中产生的误差：,滴定前实验准备过程中产生的误差：,偏小,偏大,偏大,偏小,偏大,偏高,偏低,滴定过程中产生的误差：,偏高,偏低,偏高,读数不准引起的误差：,读数引起的误差：,偏高,1滴定时起始读数正确，达到终点后仰视刻度线,(滴定时),2滴定时起始读数正确，达到终点后俯视刻度线,偏低,3. 滴定前仰视刻度线，滴定后俯视刻度线,先偏大,后偏小,V=V(后)-V(前)，读数偏小,偏低,实际读数,正确读数,V=V(后)-V(前)，读数偏大,4. 滴定前俯视刻度线，滴定后仰视刻度线,先偏小,后偏大,偏高,实际读数,正确读数,归纳总结：,偏高,偏低,偏低,偏高,偏低,偏低,偏高,偏低,思考题：,1用已知浓度的盐酸去滴定待测的烧碱溶液，用酚酞作指示剂，以下操作中，能导致所