高中化学 323pH的应用课件 新人教版选修4.ppt

1 掌握酸碱中和滴定的原理 2 掌握酸碱中和滴定的操作方法 3 了解指示剂的选择及滴定误差分析 一 ph在生产 生活中的应用1 ph与人体健康的关系 1 ph诊断疾病 人体的各种体液都有一定的ph 以保证正常的生理活动 当酸碱平衡失调时 人体就表现出病变 因而可以利用检测血液中的ph诊断疾病 2 调控ph辅助治疗 利用护发素保护头发 就是通过调节头发的ph使之达到适宜的酸碱度 2 ph在环保上的应用在环保上对酸性或碱性的废水 可以利用 调节ph 利用在酸性废水中加碱性废渣或通过碱性滤料层过滤使之中和 对碱性废水 可以通过投加酸性废水或烟道气中和 3 土壤ph与土壤有效成分关系 的ph影响植物对养分的吸收及养分的有效性 各种作物的生长也都对 的ph范围有一定的要求 因而应注意保持 的酸碱度等 二 酸碱中和滴定1 定义 酸碱中和滴定是指 是中学化学中最重要的定量实验方法 2 原理 其实质为 3 滴定过程中的ph变化及终点判断酸碱滴定过程中 溶液的ph发生了很大的变化 若用标准的强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液 则反应开始时溶液的ph很 填 大 或 小 随着强酸的滴入 溶液的ph逐渐 当二者恰好中和时 溶液的ph 7 当酸过量一滴时 溶液立即变为 性 若用强碱滴定强酸则恰恰相反 根据滴定过程中的ph变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化 只要选择合适的指示剂 滴定终点尽可能与变色范围一致 即可准确判断中和反应是否恰好进行 在实验室里选用的指示剂一般为 4 中和滴定的操作过程 1 准备过程 滴定管 水洗 注液 调液面 锥形瓶 装液 2 滴定操作 移取待测溶液 加指示剂2 3滴 滴定 判断终点 读数 重复实验 计算 注 操作时左手 右手 眼睛 滴速 先 后 填 快 或 慢 当接近终点时 应一滴一摇 答案 一 1 1 血液 2 药物2 酸碱中和反应3 土壤土壤土壤 二 1 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法2 h oh h2o3 大减小 酸甲基橙或酚酞4 1 检漏润洗赶气泡初始读数水洗滴指示剂 2 握住活塞摇动锥形瓶注视锥形瓶中溶液颜色的变化快慢 1 酸式滴定管和碱式滴定管分别不能盛放哪些试剂 提示 酸式滴定管不能盛放碱性试剂 因为玻璃活塞主要成分sio2与碱性试剂反应 碱式滴定管不能盛放能腐蚀橡胶管的酸性试剂和强氧化性试剂 2 能否选用石蕊试液作为酸碱中和滴定的指示剂 提示 不能 因石蕊试液在滴定终点时的颜色变化对比不明显 且变色范围较大 1 酸碱中和滴定的定义 用已知物质的量的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法叫做酸碱中和滴定 酸碱中和滴定是中学化学中重要的定量实验之一 2 原理h oh h2o 即中和反应中酸提供的h 总量 与碱提供的oh 总量 的物质的量相等 中学化学常遇到的是一元酸 碱间的中和滴定 如果用a代表酸 用b代表碱 则有 为化学方程式中酸或碱化学式前的计量数 当一元酸与一元碱发生中和反应时 则有cava cbvb 即 c测 3 酸碱中和滴定的关键 中和滴定的关键 一是要准确测定反应的酸碱溶液的体积 这需要用精确度较高的实验仪器 并正确使用 二是要准确判断中和反应是否恰好完全反应 这需要选用合适的指示剂 并通过颜色变化来准确判断 酸碱指示剂的选择 注意 强酸滴弱碱甲基橙 强碱滴弱酸用酚酞 4 酸 碱中和滴定的实验仪器和试剂 实验主要仪器 酸式滴定管 a图 碱式滴定管 b图 滴定管夹 铁架台 锥形瓶等 说明 a 酸式 碱式 滴定管 1 均带有刻度且0刻度在上 2 滴定管刻度的最小分刻度为0 1ml 可估读到0 01ml 3 均标有使用温度b 酸式滴定管带有玻璃活塞 只可盛装酸性 中性或强氧化性溶液 碱式滴定管带有玻璃球的橡胶管 只能盛装碱性溶液 试剂 已知浓度的酸或碱溶液 也称标准液 未知浓度的碱式或酸溶液 也称待测液 及适当的指示剂 5 中和滴定的操作过程 准备工作a 检查滴定管是否漏水 操作中能否灵活控制滴出液体 b 洗涤滴定管 依次用洗液 自来水 蒸馏水洗涤干净 最后用标准液 或待测液 润洗2 3次 注意 滴定管的检漏方法和漏水处理 滴定操作a 准备标准酸溶液 用酸式滴定管 注酸液 赶气泡 调液面 记刻度 v始 b 移取待测液 用移液管或滴定管 洗涤移液管 吸取待测液 放入锥形瓶 滴加指示剂 c 滴管操作 边滴边振荡 滴速先快后慢 注视指示剂颜色变化 判定终点记录刻度 v终 得v待 v终 v始 注意 手眼 左手操作滴定管活塞或小球 右手摇动锥形瓶 眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化 滴速 先快后慢 当接近终点时 应一滴一摇 终点 最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化且30s内不恢复原色 4 数据处理和误差分析中和滴定一般要重复二到三次 最后计算时应取几次读数的平均值 6 中和滴定的数据处理和误差分析 数据处理 以盐酸为标准液滴定naoh溶液为例 c naoh 实验中取2 3次消耗标准液的平均值进行计算 误差分析 a 产生误差的途径 操作不当 滴定终点判断不准等 b 分析依据 以盐酸为标准液滴定naoh溶液为例 c naoh 其中c hcl v naoh 为定值 c naoh 的大小取决于v hcl 的大小 常见误差分析 说明 滴定管读数时 仰视读数 视线偏低 读数偏大 俯视读数 视线偏高 读数偏小 7 酸碱滴定曲线的绘制 酸碱滴定过程中溶液ph的变化特点 在酸碱反应过程中 溶液的ph会发生变化 对于强酸强碱的反应 开始时由于被中和的酸 或碱 浓度较大 加入少量的碱 或酸 对其ph的影响不大 当反应接近终点 ph 7 时 很少量的碱 或酸 就会引起溶液ph突变 酸 碱的浓度不同 ph突变范围不同 酸碱滴定曲线的绘制 酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸 或碱 的量为横坐标 以溶液ph为纵坐标绘出一条溶液ph随酸 或碱 的滴加量而变化的曲线 以0 1000mol l 1naoh溶液滴定20 00ml0 1000mol l 1hcl溶液为例 其滴定曲线如图所示 说明 由于指示剂的原因 到达滴定终点时 酸碱并非恰好完全反应 所以 滴定终点和中和点并不完全一致 但是 由于接近中性时 很少量的酸 或碱 就会导致溶液ph发生突变 因此用滴定终点代替中和点误差极小 案例精析 例1 1 图 表示10ml量筒中液面的位置 a与b b与c刻度间相差1ml 如果刻度a为4 量筒中液体的体积是 ml 2 图 表示50ml滴定管中液面的位置 如果液面处的读数是a 则滴定管中液体的体积 填代号 a 是amlb 是 50 a mlc 一定大于amld 一定大于 50 a ml 解析 量筒多为量出式 无零刻度 其刻度计量自下而上逐渐增大 只能粗略量取一定体积的液体 图 中的10ml量筒分度值是0 2ml 量筒内液体体积为3 2ml 滴定管是准确量取流出液体体积的量器 有零刻度 其刻度由上而下逐渐增大 最大刻度处至下端尖嘴处的体积是不确定的 故图 液体体积一定大于 50 a ml 当a 25ml时 50 a ml aml 加上不确定部分体积仍有可能小于aml 答案 1 3 2ml 2 d 例2 下列实验操作不会引起误差的是 a 中和滴定时 用洁净但未干燥的锥形瓶盛待测液b 中和滴定时 用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液c 用naoh标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时 选用酚酞作指示剂实验时不小心多加了几滴d 在naoh与ch3cooh的中和滴定实验中 选用甲基橙为指示剂 解析 a洗净未经干燥的锥形瓶盛装待测液后虽然使溶液变稀 但准确量取的待测液中溶质的物质的量没变 所需用的标准液的体积也不会变 故不影响实验结果 b冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液 还是量取待测溶液必须用待装溶液润洗2 3次 否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度小 影响结果 c在滴定过程中 指示剂略多加了几滴 一般不影响实验结果 因指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量 dnaoh若与ch3cooh恰好完全反应 生成的ch3coona溶液因盐的水解而呈碱性 而甲基橙的变色范围是在酸性溶液 ph约为3 1 4 4 中 当用甲基橙指示滴定终点时 naoh为不足量或ch3cooh为过量 并非恰好完全反应 使实验结果产生误差 应选用酚酞作指示剂 答案 ac 用已知浓度的naoh溶液测定某h2so4溶液的浓度 参考右图所示 正确的是 解析 中和滴定中不能用石蕊作指示剂 故a不正确 酸式滴定管不能盛放碱液 故b不正确 而c d两项不论是滴定管的使用还是指示剂的选用都正确 答案 cd 称量一定质量的naoh固体配成标准溶液 去滴定未知物质的量浓度的盐酸 甲基橙作指示剂 时 下列情况会使测定结果偏低的是 a 用含nacl杂质的naoh配制标准溶液来滴定盐酸b 用含na2o杂质的naoh配制标准溶液来滴定盐酸c 用含na2co3杂质的naoh配制标准溶液来滴定盐酸d 用含nahco3杂质的naoh配制标准溶液来滴定盐酸 解析 用于配制标准液的一定质量的naoh含有其他杂质时 是否引起滴定误差 关键要看一定质量的混合物中和hcl的能力与相同质量的naoh中和hcl的能力是否相同 设应称取纯净naoh的质量为xgxgnaoh中和hcl的能力为mol 题中涉及的混入naoh的杂质有nacl na2o na2co3和nahco3 它们分别混入naoh中组成xg混合物后 混合物中和hcl的能力情况为 nacl与hcl不反应 xgnacl中和hcl的能力为0 xgnaoh nacl的混合物中和hcl的能力小于mol 31gna2o恰好能与1molhcl反应 xgna2o中和hcl的能力为mol xgnaoh na2o混合物中和hcl的能力大于mol 53gna2co3恰好与1molhcl反应 xgna2co3中和hcl的能力为mol mol mol xgnaoh na2co3混合物中和hcl的能力小于mol 84gnahco3恰好与1molhcl反应 xgnahco3中和hcl的能力为mol mol mol xgnaoh nahco3混合物中和hcl的能力小于mol 答案 b 用0 1mol l 1naoh溶液滴定0 1mol l 1盐酸 如达到滴定的终点时不慎多加了1滴naoh溶液 1滴溶液约为0 05ml 继续加水至50ml 所得溶液的ph是 a 4b 7 2c 10d 11 3 解析 用naoh溶液滴定盐酸 达到终点时溶液呈中性 多加1滴 0 05ml naoh溶液 继续加水至50ml 相当于将1滴0 1mol l 1naoh溶液稀释至50ml 此时溶液中oh 离子浓度为 c oh 1 10 4mol l 1 c h 1 10 10mol l 1 ph 10 答案 c 一 常见的几种滴定方法1 酸碱中和滴定 利用中和反应 2 氧化还原滴定 利用氧化还原反应 以氧化剂或还原剂为滴定剂 直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质 或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性 但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质 氧化滴定剂有高锰酸钾 重铬酸钾 碘 碘酸钾等 还原滴定剂有亚铁盐等 在氧化还原滴定中 往往需要在滴定之前 先将被测组分氧化或还原到一定的价态 然后进行滴定 氧化还原滴定法的指示剂有三类 1 氧化还原指示剂 2 专用指示剂 如在碘量法滴定中 可溶性淀粉溶液遇碘标准滴定溶液变蓝 3 自身指示剂 如高锰酸钾标准滴定溶液滴定产品草酸时 滴定终点为高锰酸钾标准滴定溶液的紫红色 3 沉淀滴定法 利用生成沉淀的反应 应用最多的是银量法 即利用ag 与卤素离子的反应来测定cl br i scn 4 络合滴定 利用络合反应 说明 除酸碱中和滴定外 其他种类滴定的指示剂一般是与某种反应物有灵敏反应的物质 当反应物消耗完毕时 指示剂就会变色 甚至有些反应物也可作指示剂