全自动电位滴定法对混合酸的测定.doc

实验七 全自动电位滴定法对混合酸的测定一.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和H3PO4组成的混合溶液，分别测出HCl和H3PO4的浓度。二.实验仪器和试剂1. 实验仪器 798MPT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. 实验试剂 0.02mol/L NaOH标准溶液（已用基准邻苯二甲酸氢钾标定）；待测的HCl和H3PO4混合溶液（HCl和H3PO4浓度分别约为0.01 mol/L）。三实验原理和步骤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和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）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0.02mol/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。四. 实验结果和讨论（1）滴定曲线（附图）（2）测定结果（附表，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-14.1016.9461.2560.01138（3）有关实验现象的讨论由曲线可以看出，该滴定出现两次突越，因为满足(1)C1.Ka1/C2.Ka2104 (2) C1Kai10(-9) (3)C2.Ka210(-9) 第一次v1是反应1和反应2消耗的体积,V2是（3）消耗的体积。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）。五. 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和H3PO4组成的混合酸）分步滴定的条件是什么？答：多元酸：(1)Ka1/Ka2104 (2)cKa110(-9) (3)cKa210(-9) 混合酸：(1)C1.Ka1/C2.Ka2104 (2) C1Kai10(-9) (3)C2.Ka210(-9) （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； 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：测定滴定过程中待测溶液电极电位的变化来确定滴定终点，以实现自动 滴定分析。（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：Ag,AgCl(S)HCl溶液玻璃膜试液(a+) 原理：式中膜为膜电势;Z 为电荷数(或溶液中离子的价态) ;F 为法拉第常数;R 摩尔气体常数; T 为热力学温度;a (1) 、a (2) 分别为两溶液中同种离子浓度(实际应为活度) ,其中一个溶液为已知离子浓度(活度) 的标准溶液,而膜的另一边的溶液中离子的浓度(活度) 为未知的。膜电势膜将随未知离子浓度(活度) 的值的不同而改变。所以只要测定上述原电池的电动势就可以计算出该膜的膜电势膜,根据上式就可以求出非标准溶液中离子的浓度(