酸碱滴定法acidbasetitration

1、中药专业中药专业执教：梁琨执教：梁琨重点、要点重点、要点1、掌握h+ 的计算和酸碱度的计算 2、掌握化学计量点及滴定突跃的计算，并能正确选择指示剂3、判别能否准确、分步滴定4、掌握分析结果的计算酸碱滴定的应用和特点酸碱滴定的应用和特点理论基础理论基础1 1、阿伦尼乌斯电离理论、阿伦尼乌斯电离理论1887年，s.arrhenius:凡是在水溶液中电离产生h+的化合物酸凡是在水溶液中电离产生oh-的化合物碱2、酸碱质子理论、酸碱质子理论1923年，j.n.bronsted t.m.lowry:定义：给出质子酸 hach+ac- 接受质子碱 ac-+ h+ hac通式：hb = h+ + b- 酸

2、质子 碱共轭酸碱对概念例：区分下列物质是酸还是碱？并指出共轭酸碱对 hachac h h2 2coco3 3 h h3 3popo4 4 naac naac nahco nahco3 3 naco naco3 3 nahnah2 2popo4 4 na na2 2hpohpo4 4 na na3 3popo4 4 h h2 2o o酸碱反应的实质酸碱反应的实质酸碱共轭体系不能单独存在hac(酸1)h+ac-(碱1)h+h2o(碱2) h3o+(酸2)hac(酸1)+ h2o(碱2) h3o+(酸2) +ac-(碱1)实质:质子转移hac h2o hac h+ac-水的质子自递作用及水的质子自递

3、作用及平衡常数平衡常数水的两性作用,一个水分子可以从另一个水分子中夺取质子h2o(酸1) +h2o(碱2) h3o+(酸2) +oh-(碱1)仅在溶剂分子之间发生的 质子传递作用,称为溶剂的质子自递作用kw= h+ oh- =10-14(25c)例如: nh3在水中的平衡 nh3(碱1)+h+ nh4+(酸1) h2o(酸2) h+oh-(碱2) nh3 + h2o nh4+oh-酸碱反应平衡常数与酸碱反应平衡常数与酸碱强度酸碱强度酸碱强度与什么因素有关？（1）与该酸碱本身给出或接受质子的能力强弱（2）与溶剂接受质子的能力强酸 冰醋酸弱酸nh3在水中 弱碱 冰醋酸强碱hcl在水中在共轭酸碱对中

4、，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱在共轭酸碱对中，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱hci+h2oh3o+ci-hac+ h2o h3o+ac- hackaahcbhacohkac其共轭碱ac- 的离解ac- +h2o hac+oh-aohhaahkkcccbahacckohhw251014pka+pkb=pkw酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。酸愈强（ pka愈小），其共轭碱愈弱（ pkb愈大 ），反之亦然。hac+h2o h3o+ac- ka=1.7510-5hcl + h2o h3o+ +cl- ka=1.55106三种酸的强度顺序是：hcl hac nh4+ nh4+ +h2o h3o+ +n

5、h3 ka=5.510-10以下各类型的质子转移，均可看作是酸碱反应酸的离解：酸的离解：如 hac+h2o h3o+ac- 酸1 碱2 酸2 碱1碱的离解：碱的离解：如nh3+h2o oh-+nh4+ 碱1 酸2 碱2 酸1酸碱中和：酸碱中和：如 hcl+nh3 nh4+cl- 酸1 碱2 酸2 碱1盐的水解：盐的水解：如 naac+h2o naoh+hac 碱1 酸2 碱2 酸1（1）指示剂的变色原理）指示剂的变色原理酸碱指标剂(acid-base indicator)：酸碱滴定中用于指示滴定终点指示滴定终点的试剂称为酸碱指标剂。常用的酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱

6、或酸具有不同的颜色。现以酚酞和甲基橙为例。现以hin代表弱酸指示剂，其离解平衡表示如下： hin h+ + in-酸式色 碱式色以inoh代表弱碱指示剂，其离解平衡表示如下： inoh oh- + in+碱式色 酸式色(2)指示剂的变色范围指示剂的变色范围现以hin弱酸指示剂为例说明指示剂的变色与溶液中ph值之间的数量关系。弱酸指示剂在溶液中离解平衡表示如下：hin h+ + in-平衡时可得：hininhkhin可改写为：hininhkhin对一定指示剂在一定温度下khin是一个常数。因此，在一定的ph条件下，溶液有一定的颜色，当ph改变时，溶液的颜色就相应地发生改变。 当两种颜色的浓度之比

7、是10倍或10倍以上时，我们肉眼只能看到浓度较大的那种颜色。若 10时，ph=pkhin1 ，显，显in-颜色颜色若 1/10时， ph=pkhin-1 ，显，显hin颜色颜色hininhininph=pkhin1指示剂的变色范围为：hclwchkchcl 10-6 mol/l chcl酸碱溶液酸碱度的计算酸碱溶液酸碱度的计算kah+ + a-haka=h+a-hahhakhkawwakhakhca/kaka2 即即 cka1100ka2近似式近似式241121aaaakckkh最简式最简式1aakchc. c. 两性物质溶液两性物质溶液：naha 12/ 1awakhakhakh若若cka2

8、20kwckkkchaaaa121若若cka220kw c/ka1 2021aakkhd. d. 缓冲溶液：缓冲溶液：hahanaanaa ca cb abaakohchohhckahahabakhchchbabkohcohcoh酸碱滴定的基本原理酸碱滴定的基本原理酸碱滴定曲线：酸碱滴定曲线：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，称为酸碱滴定曲线（acidbase titration curve） 滴定曲线的作用：滴定曲线的作用：(1) 确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；(2) 判断滴定突跃大小；判断滴定突跃大小；(3) 确定滴定

9、终点与化学计量点之差。确定滴定终点与化学计量点之差。 (4) 选择指示剂；选择指示剂； 滴定曲线的计算。滴定曲线的计算。lmolh/1000. 098.1900.2002. 01000. 0h00. 7ph02.2000.2002. 01000. 0ohhac+oh-=ac-+h2oaakchachackha9819002002010000.hac98190020981910000.ac05000010811001514.bbckoh728.ph0220002002010000.ohac-+h2o=hac+oh-1 ka=10-52 ka=10-73 ka=10-9h3po4+naohnah2

10、po4+h2onah2po4+naohna2hpo4+h2o66421.phkkhaa94932.phkkhaa4101nnaakk/误差误差(titration error)：sp与与ep不同造不同造成的成的 这是一种系统误差系统误差，它不包括滴定过程中所引起的随机误差。以naoh滴定hcl溶液为例，滴定终点误差应用终点时过量物质的量占应加入的物质的量的百分数表示，即%100)(%spspnphclnaohvcvcctecsp,vsp为化学计量点时被测酸的实际浓度和体积， vnp为滴定终点时溶液的体积， vnp vsp。强酸强碱的滴定误差强酸强碱的滴定误差滴定过程中溶液的质子条件式： cna

11、oh-chcl= oh- - h+所以上式可写作：%100%spchohte例：用0.1000mol/lnaoh滴定25.00ml0.1000 mol/l hcl，若用甲基橙为指示剂，滴至ph=4为终点，计算终点误差。解：已知csp=0.05000mol/l, 终点溶液ph=4, h+=10-4mol/l%2 . 0%10005000. 01010%100%410spchohte例：同上题，若以酚酞为指示剂，滴定至ph=9为终点，计算终点误差。解：已知cb=0.05000mol/l, 终点溶液ph=9, h+=10-9mol/l，则oh-=10-14/10-9=10-5 mol/l。%02.

12、0%10005000. 01010%100%95spchohte弱酸或弱碱的滴定误差弱酸或弱碱的滴定误差设以naoh滴定弱酸ha，滴定终点溶液的质子条件式： h+cnaoh=a-+oh-=cha-ha-oh- cnaoh- cha = oh- ha- h+%100ch -ha - oh%sp-te由于强碱滴定弱酸化学计量点溶液呈碱性，故h+可略去，又因为ha/csp=ha 上式可简化为：%100)(%haspcohtecsp=c0v0/vep, c0, v0为被测物质的原始浓度和体积， vep为计量点时溶液的体积。例：用0.1000mol/lnaoh滴定0.1000mol/lhac ，终点时较

13、计量点时的ph值高0.5或低0.5，分别计算滴定的终点误差。%03. 0%100)1076. 1109 . 5109 . 505000. 0107 . 1(%100)(%510105haspcohte解：化学计量点时ph=8.73，如终点ph值高0.5，此时终点ph值为9.23，则h+=5.910-10mol/l，oh-=1.7 10-5mol/l，而csp=0.1000/2=0.0500 mol/l，则如终点时ph值较计量点低0.5，此时ph值为8.23，则h+=5.910-9mol/l，oh-=1.7 10-6mol/l，而csp=0.1000/2=0.0500 mol/l，则%03. 0

14、)1076. 1109 . 5109 . 505000. 0107 . 1(%5996te应用与示例应用与示例1、酸碱标准溶液溶液的配置与标定、酸碱标准溶液溶液的配置与标定（1）酸标准溶液 间接法配制，即先配成近似近似浓度，后用无水碳酸钠及硼砂无水碳酸钠及硼砂标定。（2）碱标准溶液 间接法配制，一般用二水草酸和邻苯二二水草酸和邻苯二甲酸氢钾甲酸氢钾标定。810ack810bck410/21aakk8101ack应用与示例应用与示例1、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。例例1 乙酰水杨酸乙酰水杨酸(阿司匹林阿司匹林)的

15、测定的测定 乙酰水杨酸(c9h8o4)是解热镇痛药，分子结构中含有羧基。例例2 药用氢氧化钠中药用氢氧化钠中naoh和和na2co3的测定的测定 双指示法双指示法mohcmnaohvnaohcohcw1000)()()()(489489108变色点滴定用配成溶液hcl4 . 41 . 3变色点%1001000)(%21样smvvcnaohnaohhcl%1001000m2)cona21(23232样svcconahcl样品s（含naoh和na2co3）加入酚酞指示剂，至褪色 naoh完全被滴定，完全被滴定，na2co3滴定至滴定至nahco3，消耗体积为v1 加入甲基橙，至变色 nahco3完全滴定至完全滴定至co2，用去hcl体积为v2 则滴定na2co3消耗的hcl体积为2v2，而naoh消耗的hcl体积