实验六 全自动电位滴定法测定混合酸.doc

实验六 全自动电位滴定法测定混合酸 1 实验目的 （1）初步了解和掌握自动电位滴定仪的原理和操作； （2）掌握多元酸或混合酸分步滴定的有关规律； （3）用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液，分别测出这两种酸的浓度。2 实验仪器和试剂2.1 实验仪器 798MPT（或702SM）自动电位滴定仪，氢离子选择性复合电极（滴定仪和电极均由瑞士万通公司生产）。 100mL烧杯，100mL量筒，10mL（或5mL）移液管，洗耳球。2.2 实验试剂 0.1031mol/L NaOH标准溶液（已用基准邻苯二甲酸氢钾标定）；由HCl与H3PO4组成的待测混合溶液。3 实验原理和步骤3.1 实验原理由于HCl 是强酸，H3PO4的pKa1、pKa2及pKa3分别为2.12、7.20及12.36，用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液，滴定曲线有两个突跃。第一个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V1，相应的滴定产物是H2O和H2PO4-，滴定反应是H+ + OH- = H2O （1）和H3PO4 + OH- = H2PO4- （2）第二个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V2，相应的滴定产物是HPO42-，滴定反应是H2PO4- + OH- = HPO42- （3） 在上述滴定中，V2 -V1是滴定H2PO4- 所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（3），也是滴定H3PO4所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（2）；V1 -（V2 - V1）= 2V1 - V2 是滴定HCl所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（1）。因此，利用上述两个突跃对应的滴定终点V2和 V1 ，按以下两式，可以分别求出混合溶液中HCl和H3PO4的浓度： （4） （5）3.2 实验步骤 实验步骤：在100mL烧杯中，用移液管吸入5.00mL HCl和H3PO4混合溶液，加50mL H2O，加入搅拌子，放好电极，用0.1031mol/L NaOH标准溶液电位滴定。仪器自动记录滴定曲线和滴定数据，并测出滴定终点V1和V2。 仪器的设置：选择Met（等体积）滴定模式，滴定步长0.10mL，平衡时间30s，滴定至加入的标准溶液体积为10.00mL。4 实验结果和讨论测定结果（见下表）； 表1 HCl和H3PO4混合溶液的测定结果V1/mLV2/mL混合溶液中HCl的浓度/(molL-1)混合溶液中H3PO4的浓度/(molL-1)6.0358.9550.064230.060215 思考题（1） 多元酸（二元酸或三元酸）分步滴定的条件是什么？混合酸（如由HCl与H3PO4组成的混合酸）分步滴定的条件是什么？ 答：多元酸分步滴定的条件是其相邻两级离解常数相差足够大（大等于10000），且CKa110-9,CKa210-9;混合酸分步滴定的条件是：（C1Ka1）/（C2Ka2）10-4；CKa110-9,CKa210-9;两个滴定突跃。（C1Ka1）/（C2Ka2）10-4；CKa110-9,CKa210-9;一个滴定突跃。（C1Ka1）/（C2Ka2）10-4；CKa110-9,CKa210-9;一个滴定突跃。（2） 电位滴定法确定滴定终点有哪些方法？这些方法的依据是什么？ 答：1、绘E-V曲线图，曲线上折点即化学计量点；2、一级微商法，曲线尖峰即滴定终点；，此法较准确，但手续复杂，且尖峰有实验点外推出，所以也有一定误差。3、三级微商法，二级微商为零时为终点。 （3）自动电位滴定仪确定滴定终点的依据是什么？ 答：通过测量电极电位变化，来测量离子浓度。被测离子的浓度不断发生变化，因而指示电极的电位随之变化。在滴定终点附近，被测离子的浓度发生突变，引起电极电位的突跃，因此根据电极电位的突跃可确定滴定终点，并给出测定结果。 （4） 本实验所用的氢离子选择性复合电极的构造和原理是怎样的？ 答：构造：电极内一定浓度的HCl溶液（内参比溶液），插入银-氯化银电丝（内参比电极），电极玻璃泡的下端是一层特殊的玻璃膜（电极膜）； 原理：玻璃膜中的Na+于溶液中的H+