酸碱滴定法【酸碱滴定实验】PPT课件

第七章酸碱滴定法,7.2酸碱滴定的基本原理,7.1酸碱指示剂,7.3酸碱滴定法的应用,7.1酸碱指示剂7.1.1、酸碱指示剂变色原理：酸碱指示剂一般都是有机弱酸或有机弱碱。若用HIn表示酸，In-表示其共轭碱，酸碱平衡如下：,HIn=H+In,酸式色碱式色,7.1.2、指示剂的变色点、变色范围,1、HInr/Inr=1，pH=pKHIn,其pH值称为指示剂的变色点.2、HInr/Inr10时，观察到的是酸式色.3、HInr/Inr1/10时，观察到的是碱式色.,4、1/10HInr/Inr500，而,pOH=5.28pH=14-5.28=8.72,(4)计量点后溶液的组成是NaOH和NaAc，由于过量的NaOH存在，抑制了Ac-的水解，化学计量点后pH值的计算取决于过量的碱液。若加入NaOH20.02mL时：,按上述计算方法所组成的滴定曲线见下图：,3、指示剂的选择选择碱性区域变色的指示剂。如酚酞、百里酚蓝等，但不能是甲基橙。,2、曲线分析(1)曲线的突跃范围是在pH为7.749.70。(2)在理论终点前溶液已呈碱性，所以在理论终点时pH值不是7而是8.72。,4、影响突跃范围的因素(1)浓度(2)酸的强度当弱酸的浓度一定时，酸越弱(Ka值越小)，曲线起点的pH值越大，突跃范围越窄。当Ka10-7时，无明显的突跃，就不能用一般的方法进行酸碱滴定。,当酸的浓度一定時，如果我们要求终点误差为0.2%，则强碱能够用指示剂直接准确滴定弱酸的可行性判据为：滴定条件cr,aKa10-8。,5、强酸滴定弱碱例：0.1000molL-1HCl滴定20.00mL0.1000molL-1NH3H2O(1)滴定前HCl+NH3H2O=NH4Cl+H2O,pH=14-pOH=11.13,pOH=2.87,(2)计量点前若滴入HCl19.98mL,pH=14-pOH=6.26,pOH=7.74,(3)计量点时HCl+NH3H2ONH4Cl+H2O,pH=5.28,(4)计量点后与强酸滴定强碱相同。,pH=4.3,突跃范围：6.264.3指示剂：甲基红滴定条件：crKb10-8,计量点：5.28,在标定HCl溶液时，常用硼砂(Na2B4O710H2O)作基准物，硼砂是由NaH2BO3和H3BO3按1:1结合的，硼砂溶于水后发生下列反应：,B4O72-+5H2O=2H2BO3-+2H3BO3H2BO3-与H3BO3为共轭酸碱对，H3BO3的Ka=5.910-10,H2BO3-的Kb=1.710-5，其碱性与氨水相似，,因此可用强酸(HCl)滴定H2BO3-来标定HCl的浓度。能够用指示剂直接准确滴定弱碱的可行性判据滴定条件：cr,bKb10-8,7.2.3多元酸(碱)的滴定1.首先判断能否直接滴定、能否分步滴定,(2)crKa210-8,且Ka2/Ka3104，可直接滴定，可分步滴定,(1)crKa110-8,且Ka1/Ka2104，可直接滴定，可分步滴定,第一计量点附近有明显突跃。,第二计量点附近有明显突跃。,(3)crKan10-8,crKa(n+1)10-8,如果Kan/Ka(n+1)104,第一个H+可滴,并可分步滴，反应为,NaOH+H3PO4NaH2PO4+H2O,NaH2PO4为两性物质，第一计量点的pH:,pH=4.66，选甲基红(5.0)或溴甲酚绿(4.9)作指示剂。,因为crKa2=0.056.210-8=3.110-9，略小于10-8，Ka2/Ka3=1.3105104，第二计量点突跃不很明显，也可滴.,第二计量点的pH值:,pH=9.76,选酚酞(9.1)或百里酚酞(10.0)作指示剂.,因为crKa3=0.0334.410-13104，可分步滴定.,pH=8.32，选酚酞（红变无色）终点不易观察，误差可达0.25%，选甲酚红-百里酚蓝混合指示剂（紫变粉红）更好。,第一计量点时：HCl+Na2CO3NaHCO3+NaCl,crKb2=0.052.310-8=1.210-9，可滴.,室温下，饱和CO2的浓度约为0.04molL-1.,pH=3.9甲基橙（黄变橙）作指示剂.,HCl+NaHCO3NaCl+CO2+H2O,7.2.4酸碱滴定中CO2的影响1、标定含少量Na2CO3的NaOH溶液时，常用酚酞作指示剂：NaOH+HCl=NaCl+H2OCO32-+H+=HCO3-用此NaOH溶液去测定酸溶液，若仍用酚酞作指示剂：CO32-+H+=HCO3-对测定无影响,若用甲基红、甲基橙作指示剂：CO32-+2H+=H2O+CO2由于少消耗NaOH溶液，产生负误差。例：0.09molL-1NaOH和0.01molL-1Na2CO3,2、标准溶液保存不当吸收了CO2：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,以此溶液测定被测物，用酚酞作指示剂时，由于：Na2CO3+HAc=NaHCO3+NaAc由于多消耗NaOH溶液，产生正误差。若突跃在酸性范围，选甲基橙作指示剂，对分析结果无影响。因为：Na2CO3+2H+=2Na+H2O+CO2例如：1.000molL-1NaOH中有0.2000molL-1变成Na2CO3,消除CO2影响的方法或措施：1、用不含Na2CO3的NaOH配制标准溶液；2、利用Na2CO3在浓NaOH溶液中溶解度很小，先将NaOH配成50的浓溶液，然后再稀释成所需浓度的碱液。3、在较浓的NaOH溶液中加入BaCl2或Ba(OH)2，以沉淀CO32，然后取上层清液稀释(在Ba2不干扰测定时才能使用)。,4、配好的碱液要妥善保存，防止再吸收CO2。标定好的NaOH标准溶液应当保存在装有虹吸管及碱石棉管含Ca(OH)2的试剂瓶中，防止吸收空气中的CO2。在精密分析中，将配制碱液的纯水煮沸以除去CO2，加盖冷却后再用。5、标定和测定时用同一指示剂.,7.3酸碱滴定法的应用一、双指示剂法测定混合碱1.混合碱中NaOH和Na2CO3的测定,特点：V1V20,第一步：HCl+NaOH=NaCl+H2OHCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,第二步：HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2,特点：V1V20,二、纯碱中Na2CO3和NaHCO3的测定,特点：V2V10,动画,双指示剂可用于未知碱液的定性分析见表7-6(p184)未知碱液的定性分析.V1与V2的关系：NaOH、NaHCO3、Na2CO3三者的组合关系。,三、磷酸盐的分析PO43-和HPO42-HPO42-和H2PO4-H2PO4-和H3PO4,【例】有一Na3PO4试样，其中含有Na2HPO4和非酸碱性杂质。称取该试样0.9875g，溶于水后，以酚酞作指示剂，用0.2802molL-1HCl滴定到终点。用去HCl17.86mL；再加甲基橙指示剂，继续用0.2802molL-11HCl滴定到终点，又用去HCl20.12mL，求试样中Na3PO4和Na2HPO4的百分含量。,解：滴定过程为,4、铵盐中氮的测定肥料、土壤、食品、饲料中氮含量的测定。先将N转化为NH4+，然后测定NH4+.,NH3+HCl(过量)=NH4Cl标准溶液1,NaOH+HCl(剩余)=NaCl+H2O标准溶液2,例：分析黄豆中含N量,称取黄豆0.8880g，加浓H2SO4、催化剂等将其中蛋白质分解为NH4+,然后用浓碱蒸馏出NH3,再用0.2133molL-1HCl20.00ml吸收,剩余的HCl用0.1962molL-1NaOH5.50ml滴至终点,计算试样N%.,解：,也可以：NH3+H3BO3(过量)=NH4+H2BO3-生成的H2BO3-用HCl标准溶液滴定：H2BO3-+HCl=H3BO3+Cl-,注意：因为NH4+的Ka=5.610-10，不能用NaOH直接滴定NH4+。,计量点时pH5.1，选甲基红(pKHIn=5.0)作指示剂。,H2BO3-的Kb=Kw/Ka=1.710-5，可用HCl直接滴定。,(2)甲醛法4NH4+6HCHO=(CH2)6N4+4H+6H2O六次甲基四胺(pKb=8.85)生成的H+,用NaOH标准溶液滴定：H+OH-=H2O,选酚酞作指示剂。,甲醛中常含有甲酸，应预先中和。,例：含有H3PO4和H2SO4的混合液50.00ml两份，用0.1000molL-1NaOH滴定。一份用甲基橙指示剂，需26.15mlNaOH滴到终点；另一份用酚酞作指示剂,需36.03mlNaOH到达终点，计算试样中两种酸的浓度。,与H2SO4反应的NaOH体积=V1-(V2-V1),36.0326.15=9.88(ml),1.某三元酸的电离常数分别是Ka1=110-2，Ka2=110-6，Ka3=110-12。用NaOH标准溶液滴定该酸至第一计量点时，用最简公式计算，溶液的pH_，可选用_作示剂；滴定至第二计量点时，溶液的pH=_，可选用_作指示剂。,自测题：,=4.0,甲基橙,9.0,酚酞,2.判断下图所示滴定曲线类型，并选择适当的指示剂(下图、表)，曲线的类型为_，宜选用_为指示剂.,强碱滴定弱酸,酚酞,3.有一碱液，可能为NaOH或NaHCO3或Na2CO3或它们的混合物，用HCl标准液滴定至酚酞终点耗去V1ml，继以甲基橙为指示剂又耗去V2ml盐酸，如果V2V10，则该碱液为（）。A.Na2CO3B.NaHCO3C.NaOH+Na2CO3D.Na2CO3+NaHCO3,D,4.用0.1000molL-1HCl溶液滴定同浓度的NaOH和NaAc的混合溶液时，下列最佳的指示剂为（）。A.甲基橙（pKHIn=3.4）B.溴甲酚兰（pKHIn=4.1）C.甲基红（pKHIn=5.0）D.酚酞（pKHIn=9.1）,D,5.用0.10molL-1NaOH溶液滴定0.10molL-1HCl+0.10molL-1NH4Cl混合溶液，下列合适的指示剂是（）。A.甲基橙（pKHIn=3.4）B.溴甲酚兰（pKHIn=4.1）C.甲基红（pKHIn=5.0）D.酚酞（pKHIn=9.1）,C,作业:1、3、4、6、7、9。,8-12称取纯碱试样(含NaHCO3及惰性杂质)1.000g溶于水后，以酚酞为指示剂滴至终点，需0.2500molL1HCl20.40mL；再以甲基橙作指示剂继续以HCl滴定，到终点时消耗同浓度HCl28.46mL，求试样中Na2CO3和NaHCO3的质量分数。,解：,8-14称取含NaH2PO4和Na2HPO4及其他惰性杂质的试样1.000g，溶于适量水后，以百里酚酞作指示剂，用0.1000molL-1NaOH标准溶液滴至溶液刚好变蓝，消耗NaOH标准溶液20.00mL，而后加入溴甲酚绿指示剂，改用0.1000molL-1HCl标准溶液滴至终点时，消耗HCl溶液30.00mL，试计算：(1)w(NaH2PO4)，(2)w(Na2HPO4)，(3)该NaOH标准溶液在甲醛法中对氮的滴定度。,解：,8-17含有H3PO4和H2SO4的混合液50.00mL两份，用0.1000molL1NaOH滴定。第一份用甲基橙作指示剂，需26.15mLNaOH到达终点；第二份用酚酞作指示剂需36.03mLNaO