酸碱滴定原理.ppt

5.6 酸碱滴定基本原理及指示剂选择,强酸强碱的滴定 一元弱酸弱碱的滴定 多元酸碱的滴定,滴定能否准确进行 滴定过程中pH的变化规律 怎样选择合适的指示剂,实验方案设计应考虑的问题,5.6.1强酸强碱的滴定,1. 滴定过程中pH值的变化 2滴定曲线的形状 3滴定突跃 4影响滴定突跃的因素和指示剂的选择,例： 用0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 HCl。,滴定反应,设滴定至某一点， 0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定体积为Vb。,1、强酸强碱滴定,滴定反应,设滴定过程中，溶液中剩余的强酸浓度为 a mol.L-1 , 过量的强碱浓度为 b mol.L-1。,例： 用0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 HCl。,滴定过程中溶液pH值的变化：分为四个阶段 滴定前 pH=1.00 化学计量点前 Vb=18.00ml H+=5.2610-3 mol/L pH=2.28 Vb=19.98ml H+=5.0010-5 mol/L pH=4.30 化学计量点 pH=7.00 化学计量点后 Vb=20.02ml OH-=5.0010-5 mol/L pOH=4.30 pH=9.70,2滴定曲线的形状,滴定开始，强酸缓冲区， pH微小 随滴定进行 ，HCl 浓度降低， pH渐 SP前后0.1%， pH ， 酸碱 pH=5.4 继续滴NaOH，强碱缓冲区， pH,C (mol.L-1),强碱滴定不同浓度强酸,1.0,0.10,0.010,0.0010,影响突跃范围的因素：c的大小,3滴定突跃,滴定突跃：化学计量点前后0.1% 的变化引起pH值突然改变的现象 滴定突跃范围：滴定突跃所在的范围 理论意义：选择指示剂的依据,4影响滴定突跃的因素和指示剂的选择,影响因素：浓度 浓度越大， 滴定突跃范围越宽，可选指示剂越多 C增大10倍，滴定突跃增大2个pH单位 选择原则： 最理想的指示剂应恰好在化学计量点变色点。 实际原则：指示剂在突跃范围内变色即可。,指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内,续强碱滴定强酸,讨论,甲基橙（3.14.4）*3.45 甲基红（4.46.2）*5.1 酚酞（8.010.0）*9.1,1.0 mol/L NaOH1.0 mol/L HCl pH=3.310.7 选择甲基橙，甲基红，酚酞 0.1mol/L NaOH0.1mol/L HCl pH=4.39.7 选择甲基红，酚酞，甲基橙（黄） 0.01mol/L NaOH0.01mol/L HCl pH=5.38.7 选择甲基红，酚酞（较差）,强酸滴定强碱,如：用0.1000mol/L HCl标液 滴定 0.1000mol/L的 NaOH,滴定曲线形状类似强碱滴定强酸，pH变化相反 滴定突跃范围决定于酸标液浓度及被测碱浓度 指示剂的选择：甲基红，酚酞 以甲基橙滴定至橙色（pH=4)则误差较大。,突跃范围：9.704.30可用酚酞、甲基红，如用甲基橙，应从黄色滴至橙色（pH=4.0）,5.6.2 一元弱酸弱碱的滴定,1. 滴定过程中pH值的变化 2滴定曲线的形状 3影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 4弱酸被准确滴定的判别式,OH- + HA A- + H2O,反应完全程度不高,强碱滴定弱酸,用0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定20.00 mL 初始浓度Ca 为0.1000 mol.L-1 的弱酸HA。,滴定反应,设滴定过程中，溶液中剩余的弱酸浓度为 Ca mol.L-1 , 生成的共轭碱浓度为Cb mol.L-1 ，过量的强碱浓度为 b mol.L-1。,1滴定过程中pH值的变化,（1）Vb = 0,（2）Vb Va ：HAc + NaAc SP前0.1% 时 ，已加入NaOH 19.98mL,NaOH（0.1000mol/L）HAc（0.1000mol/L , 20.00mL）,（3）Vb = Va ：HAc NaAc,（4）Vb Va ：NaOH + NaAc SP后0.1% 时 ，已加入NaOH 20.02mL,2滴定曲线的形状,滴定前，曲线起点高 滴定开始， Ac- ， pH 随滴加NaOH，缓冲能力， pH微小 滴定近SP，HAc，缓冲能力， pH SP前后0.1%，酸度急剧变化， pH =7.749.7 SP后， pH逐渐（同强碱滴强酸）,强碱滴定 弱酸,HAc,HCl,强碱滴定弱酸，只可用弱碱性范围变色的指示剂。,2.87,3影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素： C、Ka 1、Ka一定时，C越大，突跃范围越大。但这种影响有限 度，对极弱酸，即使是高浓度，突跃也很小； 2、C一定时，Ka越大，突跃范围越大。 指示剂的选择： 滴定突跃在碱性范围内，应选在碱性范围变色的指示剂如酚酞、百里酚酞等,4弱酸能被准确滴定的判别式（目测法）： Ca Ka 10-8,强酸滴定弱碱,HCl（0.1000mol/L）NH3H2O（0.1000mol/L,20.00mL）,1. 滴定曲线： 与强碱滴定强酸类似，曲线变化相反 2. 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择： （1）影响因素：被滴定碱的性质，浓度 （2）指示剂选择：滴定突跃在酸性范围内，应选在酸性范围变色的指示剂如甲基红、甲基橙等 本例滴定突跃 pH =6.344.30， 选甲基红较好。 3弱碱能被准确滴定的判别式： Cb Kb 10-8,H3O+ + A- HA + H2O,反应完全程度不高,续强酸滴定弱碱,讨论,滴定突跃范围： pH =6.344.30 指示剂选甲基红（甲基橙),5.6.3 多元酸（碱）滴定,1、滴定的可行性判断（包括能否分步滴定的判断）；,2、化学计量点pHsp的计算；,3、指示剂的选择。,Ka1, Ka2,10-2, 10-9,10-2, 10-7,10-2, 10-5,二元酸滴定的可行性判断,用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定同浓度、不同强度的二元酸。,第一突跃小第二突跃大,cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5,分步滴定至HA-和 A2-,cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5,可准确滴定至HA-,cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5,可准确滴定至A2-,结论,对二元酸滴定：,判断能否准确滴定，根据：,?,判断能否准确分步滴定，根据：,？,化学计量点pHsp计算,用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,H3PO4 pKa1 = 2.16， pKa2 = 7.21 , pKa3 = 12.32,第一化学计量点,体系： H2PO4-，为两性物质,计算 pH = 4.71,第二化学计量点,体系： HPO42-，为两性物质,计算 pH = 9.66,计量点pH值计算,第一化学计量点,第二化学计量点,指示剂的选择,9.66,4.71 甲基红,百里酚蓝,用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,多元碱的滴定,HCl（0.1000mol/L） Na2CO3 （0.1000mol/L ，20.00mL）,CO32- + H+ HCO3- Kb1= 10-3.75 HCO3 - + H+ H2CO3 Kb2= 10-7.62,1.滴定可行性的判断 2. 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择,多元碱的滴定,1. 滴定可行性的判断,Cb Kb1 10-8 且Kb1 / Kb2104 第一级能被准确、 分步滴定 Cb Kb2 10-8 第二级能被准确滴定,多元碱的滴定,2. 化学计量点p