第四章酸碱滴定法2.ppt

2020 2 4 第四章酸碱滴定法 第三节酸碱滴定法基本原理 一 酸碱滴定平衡常二 强酸碱之间的滴定三 一元弱酸 碱 的滴定四 多元酸 碱 的滴定五 应用实例 2020 2 4 酸碱滴定法主要掌握三点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 2020 2 4 一 酸碱滴定反应常数Kt 强酸与强碱 强碱与弱酸 强酸与弱碱 2020 2 4 讨论 水溶液中酸碱滴定反应程度取决于Kt大小 体现在滴定曲线上则为滴定突跃的大小 强酸强碱的反应程度最高 弱酸弱碱反应程度较差 Kt大小取决于被滴定酸碱的Ka或KbKa或Kb是影响酸碱滴定的最重要因素 2020 2 4 二 强酸碱之间滴定 要解决的几个问题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 2020 2 4 1 滴定过程中pH值的变化 滴定反应 设滴定过程中 溶液中剩余的强酸浓度为amol L 1 过量的强碱浓度为bmol L 1 例 用0 1000mol L 1NaOH滴定20 00mL0 1000mol L 1HCl 2020 2 4 1 强碱滴定强酸例 0 1000mol LNaOH溶液滴定20 00ml0 1000mol LHCl溶液 a 滴定前 加入滴定剂 NaOH 体积为0 00ml时 0 1000mol L盐酸溶液的pH 1b 滴定中 加入滴定剂体积为18 00ml时 H 0 1000 20 00 18 00 20 00 18 00 5 3 10 3mol L溶液pH 2 28 2020 2 4 加入滴定剂体积为19 98ml时 离化学计量点差约半滴 H c VHCl V 0 1000 20 00 19 98 20 00 19 98 5 0 10 5mol L溶液pH 4 3c 化学计量点 即加入滴定剂体积为20 00mL反应完全 H 10 7mol L 溶液pH 7 2020 2 4 d 化学计量点后加入滴定剂体积为20 02 过量0 02mL 约半滴 OH nNaOH V 0 1000 0 02 20 00 20 02 5 0 10 5mol LpOH 4 3 pH 14 4 3 9 7 滴加体积 0 19 98mL pH 3 4滴加体积 19 98 20 02mL pH 5 4滴定突跃 2020 2 4 酸碱滴定曲线 acidbasetitrationcurve 以滴定过程中酸 或碱 标准溶液的加入量为横坐标 溶液的pH为纵坐标对应的曲线 称为酸碱滴定曲线 滴定曲线的作用 1 确定滴定终点时 消耗的滴定剂体积 2 判断滴定突跃大小 3 确定滴定终点与化学计量点之差 4 选择指示剂 2 滴定曲线的形状 2020 2 4 C mol L 1 1 0 0 10 0 010 0 0010 1 强碱滴定强酸 2020 2 4 2 强酸滴定强碱 用0 1000mol L 1HCl滴定20 00mL0 1000mol L 1NaOH 2020 2 4 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pH范围 滴定突跃的作用 它是指示剂选择的主要依据 凡是变色区间全部或部分在滴定突跃区间内的指示剂都可用以指示终点 3 滴定突跃 2020 2 4 4 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素 浓度C pH 可选指示剂 多例 C 10倍 pH 2个单位选择原则 指示剂变色点pH处于滴定突跃范围内 指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内 2020 2 4 三 一元弱酸 碱 的滴定 要解决的几个问题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 准确滴定条件 2020 2 4 例 用0 1000mol L 1NaOH滴定20 00mL初始浓度Ca 为0 1000mol 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Camol L 1 生成的共轭碱浓度为Cbmol L 1 过量的强碱浓度为bmol L 1 1 滴定过程中pH值的变化 2020 2 4 pH 2 87与强酸相比 滴定开始点的pH抬高 例 0 1000mol LNaOH溶液滴定20 00mL0 1000mol LHAc溶液 绘制滴定曲线时 通常用最简式来计算溶液的pH值 a 滴定开始前 一元弱酸 用最简式计算 1 强碱滴定弱酸 2020 2 4 b 化学计量点前开始滴定后 溶液即变为HAc ca NaAc cb 缓冲溶液 按缓冲溶液的pH进行计算 加入滴定剂体积19 98mL时 ca 0 02 0 1000 20 00 19 98 5 00 10 5mol Lcb 19 98 0 1000 20 00 19 98 5 00 10 2mol L H Ka ca cb 10 4 74 5 00 10 5 5 00 10 2 1 82 10 8溶液pH 7 74 2020 2 4 c 化学计量点 生成HAc的共轭碱NaAc 弱碱 浓度为 cb 20 00 0 1000 20 00 20 00 5 00 10 2mol L此时溶液呈碱性 需要用pKb进行计算pKb 14 pKa 14 4 74 9 26 OH cb Kb 1 2 5 00 10 2 10 9 26 1 2 5 24 10 6mol L溶液pOH 5 28pH 14 5 28 8 72 2020 2 4 加入滴定剂体积20 02mL OH 0 1000 0 02 20 00 20 02 5 0 10 5mol LpOH 4 3pH 14 4 3 9 7 d 化学计量点后 滴加体积 0 19 98mL pH 7 74 2 87 4 87滴加体积 19 98 20 02mL pH 9 7 7 7 2滴定开始点pH抬高 滴定突跃范围变小 2020 2 4 HAc HCl 强碱滴定弱酸 只可用弱碱性范围变色的指示剂 2 滴定曲线 2020 2 4 0 1000mol L 1NaOH滴定同浓度 不同强度的酸 HCl 10 5 10 6 10 7 10 8 可行性判断 Ka 目测 pH 0 2 0 32 pH 0 6 目测终点准确滴定的可行性判断 cKa 10 8 2020 2 4 3 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择影响因素 被滴定酸的性质 浓度C一定 Ka Kt pH Ka一定 C pH 滴定准确性越差 指示剂的选择 pH 7 74 9 7 选碱性范围变色的酚酞 百里酚酞 4 弱酸能被准确滴定的判别式 Ca Ka 10 8 2020 2 4 1 滴定前 弱酸在溶液中部分电离 与强酸相比 曲线开始点提高 2 滴定开始时 溶液pH升高较快 这是由于中和生成的Ac 产生同离子效应 使HAc更难离解 H 降低较快 弱酸滴定曲线的讨论 3 继续滴加NaOH 溶液形成缓冲体系 曲线变化平缓 4 接近化学计量点时 溶液中剩余的HAc已很少 pH变化加快 2020 2 4 弱酸滴定曲线的讨论 5 化学计量点前后产生pH突跃 与强酸相比 突跃变小 7 甲基橙指示剂不能用于弱酸滴定 8 随着弱酸pKa变小 突跃变小 pKa在10 9左右突跃消失 9 直接滴定条件 Ca Ka 10 8 2020 2 4 2 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 甲基橙 甲基红 2020 2 4 HCL 0 1000mol L NH3 H2O 0 1000mol L 20 00mL 4 滴定曲线与强碱滴定弱酸类似 曲线变化相反 5 影响滴定突跃的因素 被滴定碱的性质和浓度 6 指示剂选择 pH 6 34 4 30 选甲基橙 甲基红 7 弱碱能被准确滴定的判别式 Cb Kb 10 8 2020 2 4 四 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 2020 2 4 Ka1 Ka2 10 2 10 9 10 2 10 7 10 2 10 5 1 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 第一突跃小第二突跃大 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 105 分步滴定至HA 和A2 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 105 可准确滴定至HA cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 105 可准确滴定至A2 2020 2 4 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 2020 2 4 2 化学计量点pHsp计算 用0 1000mol L 1NaOH滴定0 1000mol L 1H3PO4 H3PO4pKa1 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 2020 2 4 3 计量点pH值计算 第一化学计量点 第二化学计量点 2020 2 4 4 指示剂的选择 9 66 4 71甲基红 百里酚酞 用0 1000mol L 1NaOH滴定0 1000mol L 1H3PO4 2020 2 4 5 多元碱的滴定 HCL 0 1000mol L Na2CO3 0 1000mol L 20 00mL CO32 H HCO3 Kb1 10 3 75HCO3 H H2CO3Kb2 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 2020 2 4 1 滴定可行性的判断 Cb Kb1 10 8且Kb1 Kb2 104第一级能被准确 分步滴定不太明显Cb Kb2 10 8第二级能被准确滴定 2020 2 4 2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 a第一级CO32 被完全滴定后 溶液组成NaHCO3两性物质b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 2020 2 4 五 酸碱滴定法的应用实例 混合碱的分析 NaOH Na2CO3 Na2CO3 NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 Na2HPO4 Na3PO4 NaOH 混合酸的分析 H3PO4 HCl H2PO4 H3PO4 HPO42 H2PO4 含氮量的测定 磷的测定 硅的测定等 2020 2 4 1 混合碱分析的方法 BaCl2法 双指示剂法 双指示剂法 1 烧碱中NaOH和Na2CO3的测定 方法 试样 V1 取一份试样 V2 过程 NaOHNa2CO3 H2CO3 注 V2不是V总 2020 2 4 BaCl2法 方法 第一份 NaOHNa2CO3 第二份 NaOHNa2CO3 H2O 2020 2 4 2 纯碱中NaHCO3和Na2CO3的测定 由同学们自己分析 3 未知成分混合碱的测定 设已知一混合碱可能含有NaOH 或NaHCO3 或Na2CO3 或是几种物质的可能混合物 试分析其百分含量 方法1 取一份试样以双指示剂法连续滴定 NaOHNa2CO3或NaHCO3 注 V2不是V总 注 V2不是V总 2020 2 4 例 某一元弱酸 HA 1 2500g 加水50 00ml使其溶解 然后用0 09000mol L 1NaOH标准溶液滴至化学计量点 用去NaOH标准溶液41 20ml 在滴定过程中发现 当加入8 24mlNaOH溶液时 溶液的pH值为4 30 求 1 HA的摩尔质量 2 HA的Ka 3 计算化学计量点时的pH值 4 应选用何种指示剂 解 1 设该一元弱酸的摩尔质量为Mmol L 1 则41 20 0 09000 10 3 1 250 MM 337 1 2 4 30 pKa lg 0 01273 0 05093 Ka 1 25 10 5 3 pH 8 76 2020 2 4 例 某教师用NaOH NaHCO3 Na2CO3和惰性物质配制碱的未知样品 每次称量1 0000g 用0 2500mol L 1HCl标准溶液滴定 由下列数据计算每种未知样品的组成和含量 1 用酚酞做指示剂 终点时消耗HCl溶液24 32ml 另取一份用甲基橙做指示剂 终点时消耗HCl溶液48 64ml 2 加入酚酞时颜色不变 加入甲基橙