第四章 酸碱滴定法(3).ppt

第四章酸碱滴定法 3 Acid basetitration 第三节酸碱滴定法的基本原理 1 强酸 碱 的滴定2 一元弱酸 碱 的滴定2 多元酸 碱 的滴定3 酸碱标准溶液的配制与标定4 应用示例 教学目标 1 画出强碱滴定强酸及弱酸的滴定曲线并能计算出曲线中各点的pH值 根据滴定曲线指出滴定突跃范围和影响滴定突跃范围的因素 说出弱酸被准确滴定的条件 根据滴定突跃范围正确选择指示剂说出判断多元酸碱能否分步滴定的原则及指示剂的选择 滴定常数 是指滴定反应的平衡常数 它反映滴定反应进行的完全程度 以Kt表示例如强酸强碱反应为 Kt 1 Kw 1 00 1014对于弱酸Kt Ka Kw 二 强碱滴定弱酸 一 滴定曲线这一类型的基本反应为OH HAA H2O以0 1000mol LNaOH滴定20 00ml0 1000mol LHAc为例1 滴定前VNaOH 0 2 计量点前未反应的HAc与反应生成的NaAc形成缓冲体系 其中VNaOH 19 98ml时 相对误差为 0 1 代入 3 计量点 HAc与NaOH完全反应生成了NaAc 溶液的pH由其水解所决定 即pOH 5 28 pH 8 72 4 计量点后溶液为过量的NaOH与反应生成的NaAc组成pOH 4 30 pH 9 70 NaOH加入量强碱滴定弱酸 0 1000mol L 溶液的滴定曲线 pH 510152025ml 0 NaOH加入量强碱滴定弱酸 0 1000mol L 溶液的滴定曲线 pH 0510152025ml 7 75 9 70 突跃范围 4 30 9 70 NaOH HAc NaOH HCl 强碱滴定弱酸滴定曲线的特点 1 pH值起点高 2 滴定曲线的形状不同 3 突跃区间小 Ka 10 5 二 影响滴定突跃范围的因素 pH NaOH滴定HAc 浓度不同 1mol L 1 0 1mol L 1 0 01mol L 1 6 4 2 8 10 12 9 238 738 23 HAc HCl 10 709 708 707 76 突跃范围 050100150T 4 76 浓度增大10倍 突跃增加1个pH单位 影响强碱滴定弱酸的突跃区间的因素 1 浓度 突跃 终点明显 2 酸的强弱酸 突跃 滴定越完全通常将作为能否准确滴定弱酸的条件 中和法直接滴定弱酸的条件C Ka 10 8 强酸滴定弱碱 滴定反应 3 强酸滴定弱碱 只可用在酸性介质变色的指示剂 2 化学计量点落在酸性介质 pH 7 HCl加入量强酸滴定弱碱 0 1000mol L 溶液的滴定曲线 pH 0510152025ml 酚酞 4 30 6 24 4 30 9 70 HCl NH3 H2O HCl NaOH 强酸滴定弱碱滴定曲线特点与强碱滴定弱酸相似影响因素 浓度与准确滴定条件 例如指出下述滴定哪些是可行的 设各物质浓度均为0 1mol L 1 NaOH滴HCl 2 NaOH滴HCOOH 3 NaOH滴HAsO2 4 NaOH滴NH4Cl 5 HCl滴NaAc 6 HCl滴NaCNHCOOH Pka 3 75 HAc Pka 4 76HAsO3 Pka 9 29 HCN Pka 9 21NH3 Pkb 4 75 可行的为 1 2 6 用0 1mol LNaOH溶液分别滴定a C 0 2mol LHCl溶液 b C 0 1mol LHCl溶液 c C 0 1mol LHAc溶液 则三种体系的pH突跃范围的关系为 A a b c B b a c C a b c D a b c A P8419 22 1 强碱滴定强酸和弱酸的滴定曲线 化学计量点附近加入一滴滴定液引起的溶液pH值突变 选择指示剂的重要依据 所选指示剂的变色范围应恰在滴定突跃范围内或至少占突跃范围的一部分 溶液浓度越大 Ka越大 滴定突跃范围越大 CKa 10 8 小结 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 多元酸碱被准确分步滴定的判别式 Ca Kai 10 8或Cb Kbi 10 8可以被准确滴定Kai Kai 1 104或Kbi Kbi 1 104可以被分步准确滴定 一 多元酸的滴定 二 多元碱的滴定 滴定有两个化学计量点 pHsp1 pHsp2 滴定有两个突跃 突跃的大小与K有关 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 1000mol L 1NaOH滴定同浓度 不同强度的二元酸 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 104 分步滴定至HA 和A2 cKa1 10 8 cKa2104 可准确滴定至HA cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 104 可准确滴定至A2 例如 NaOH 0 1000mol L 滴定草酸 0 1000mol L 草酸的Ka1 5 6 10 3 Ka2 1 5 10 4 CaKa1 10 8 Ka1 Ka2 104 CaKa2 10 8 1 不能分布滴定 只能一步滴到C2O42 2 第一化学计量点没有突跃 第二化学计量点附近有较大突跃 3 指示剂 酚酞 H3PO4H H2PO4 Ka1 10 2 12H2PO4 H HPO42 Ka2 10 7 21HPO42 H PO43 Ka3 10 12 7 三元酸的滴定 NaOH 0 1000mol L H3PO4 0 1000mol L 20 00mL 1 滴定的可行性判断2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 1 滴定的可行性判断 Ca Ka1 10 8且Ka1 Ka2 104第一级能准确 分步滴定Ca Ka2 10 8且Ka2 Ka3 104第二级能准确 分步滴定Ca Ka3 10 8第三级不能被准确滴定 2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 1 当第一级H 被完全滴定后 溶液组成NaH2PO4两性物质 2 当第二级H 被完全滴定后 溶液组成Na2HPO4两性物质 甲基橙 甲基红 酚酞 百里酚酞 溴甲酚绿 甲基橙 酚酞 百里酚酞 讨论 根据变色点pH选择指示剂第一变色点pH 4 64选甲基橙 甲基红溴甲酚绿 甲基橙第二变色点pH 9 72选酚酞 百里酚酞酚酞 百里酚酞 二 多元碱的滴定 HCL 0 1000mol L Na2CO3 0 1000mol L 20 00mL CO32 H HCO3 Kb1 2 1 10 4HCO3 H H2CO3Kb2 2 2 10 8 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 1 滴定可行性的判断 Cb Kb1 10 8且Kb1 Kb2 104第一级能被准确 分步滴定Cb Kb2 10 8第二级能被准确滴定 注意 接近终点时 将溶液煮沸以除去CO2 防止形成CO2过饱和溶液 使溶液的酸度稍有增加 终点过早出现 2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 1 第一级CO32 被完全滴定后 溶液组成NaHCO3两性物质 2 当第二级HCO3 被完全滴定后 溶液组成CO2 H2O H2CO3饱和溶液 0 04mol L 酚酞 甲基橙 判断多元酸能否被准确分步滴定的原则 逐级判断 逐级说明 1 Cka 10 8判断每级电离出的H 能否被准确滴定 2 Kan Kan 1 104判断相邻两个H 能否分步滴定 小结 P821 四 酸碱溶液的配制与标定 1 酸标准溶液 配制方法 间接法 HCL易挥发 H2SO4易吸湿 标定方法基准物 无水碳酸钠易吸湿 3000C干燥1小时 干燥器中冷却硼砂易风化失水 湿度为60 密闭容器保存指示剂 甲基橙 甲基红 2 碱标准溶液 配制方法 NaOH易吸收水和CO2 KOH较贵浓碱法 先配制成其饱和溶液 静置一周后取上清液配成近似所需浓度的溶液 再用基准物进行标定 在此溶液中碳酸钠的溶解度很小 标定方法基准物邻苯二甲酸氢钾纯净 易保存 质量大草酸稳定指示剂 酚酞 五 滴定方式 一 直接滴定法 1 强酸强碱及或的弱酸弱碱 都可直接滴定 2 多元弱酸的 且时可用碱标准溶液分步滴定 药用氢氧化钠中NaOH和Na2CO3的测定 1 双指示剂法 2 BaCL2法 自学 双指示剂法 NaOH消耗HCL的体积为V1 V2Na2CO3消耗HCL的体积为2V2 纯碱中Na2CO3和NaHCO3含量测定 双指示剂法 利用双指示剂法判断未知碱试样的组成 V1 0 V2 0 NaOHV1 0 V2 0 NaHCO3V1 V2 0 Na2CO3V1 V2 0 NaOH和Na2CO3V2 V1 0 NaHCO3和Na2CO3 P8312P8424 二 间接滴定法 自学 分析某混合碱 称取0 3419g试样 溶于水后 以酚酞为指示剂时 用0 1000mol LHCl标准溶液滴定至终点 用去酸标准溶液23 10mL 再加甲基橙指示剂 继续滴定至终点 又消耗酸溶液26 81mL 试计算试样由何组份组成 各组份的百分含量为多少 NaOH40 01 Na2CO3105 99 NaHCO38