影响酸碱中和滴定反应终点指示剂颜色变化的因素

1、酸碱中和滴定反响终点指示剂颜色变化一、问题提出酸碱中和滴定学习中，在课本的活动与探究中，用酚酞指示NaOH滴定HCI， 滴定终点的颜色变化写着是无色变为红色。而同样的问题出现在江苏高考题中给 的答案是无色变为粉红或浅红色。由此将问题迁移到甲基橙，用盐酸滴定氢氧化 钠溶液的颜色变化是黄色变为橙色还是黄色变为红色？二、教材及页码1苏教版选修四化学反响原理书本 P76,活动与探究42、2007年江苏省化学高考17题(1)三、理论分析与实验探究过程强酸强碱在水溶液中是完全电离的，所以滴定时的反响为：H+OH-=H2O,现以 O.IOOOmol L-1NaOH 滴定 20.00mL0.1000mol L

2、-1HCI 为例(常温)，讨论强 酸强碱相互滴定时的滴定曲线和指示剂的选择。(1) 滴定前：溶液的酸度等于盐酸的原始浓度，即C ( H+) =0.1000mol L-1， pH=1.00。(2) 滴定开始至化学计量点前：溶液的pH取决于剩余HCI的浓度。例如，当滴 入 NaOH 溶液 18.00mL，此时 C (H+) =0.1000mol L-1 x( ) -(20.00mL+18.00mL) =5.26x 10-3 mol L-1 ，pH=2.28;当滴入 NaOH 溶液 19.95mL， 此时 C ( H+ ) =0.1000mol L-1 x ( 20.00mL-19.95mL )-4

3、1(20.00mL+19.95mL) =1.25x 10 mol L ，pH=3.90。(3) 化学计量点：滴入 NaOH溶液20.00mL，此时溶液恰好呈中性，pH=7.00。(4) 化学计量点后：溶液的碱度取决于过量NaOH的浓度。例如，滴入 NaOH 溶液 20.05mL，此时 C (OH-) =0.1000mol L-1 x ( )-(20.05mL+20.00mL) =1.25x 10-4mol L-1，此时 C ( H+) =8x 10-11，pH=10.1。 如此逐一计算，将计算结果列于下表中。用 0.1000mol- L-1NaOH 溶液滴定 20.00mL0.1000mol

4、L-1 盐酸参加NaOH体积(mL)剩余HCl体积(mL)过量NaON体积(mL)pH0.0020.000.001.0015.005.000.001.8518.002.000.002.2819.900.100.003.6019.950.050.003.90*20.000.000.007.00*20.050.000.0510.10*20.100.000.1010.4022.000.002.0011.4025.000.005.0012.0540.000.0020.0012.52*突跃范围 *计量点如果以NaOH溶液的参加体积为横坐标，以pH为纵坐标绘图，可得到如下 图所示酸碱中和滴定曲线。中心II

5、mnbl. uj>i m “卜 1 '10203040V也从滴定开始到参加 19.95mLNaOH溶 液，溶液的pH只改变了 2.9个单位，再滴入0.05mL 即一滴NaOH溶液，正 好是化学计量点，此时pH迅速增至7.0,再滴入0.05mLNaOH溶液，pH为10.10。 此后过量NaOH溶液所引起的pH的变化又越来越小。由此可见，在化学计量点前后，从剩余 0.05mL盐酸到过量0.05mLNaOH溶 液，pH从3.90增大到10.10,变化近6.2个单位。pH的这种急剧的变化称为滴定 突跃，把对应化学计量点前后的 pH变化范围称为突跃范围。突跃范围是选择酸 碱指示剂的根本依据

6、。显然，最理想的酸碱指示剂应该是恰好在化学计量点时变 色，但是在突跃范围以内变色的指示剂，都可保证其滴定终点误差小于土0.1%。因此，从数据分析中可知酚酞pH8.2 pH10.00滴定终点颜色变化应为无色变 浅红色、甲基橙pH3.1 pH4.4滴定终点颜色变化应为红色变橙色等，均 可用作酸碱中和滴定的指示剂。滴定突跃的大小与强酸或强碱溶液的浓度是有关的。上图2为通过计算得到的不同浓度NaOH溶液与盐酸的滴定曲线。可见，当酸碱浓度均增大10倍时，滴定突跃局部的pH变化范围增加约2个单位。假设用1.000mol L-1NaOH溶液 滴定1.000mol L-1盐酸，其pH突跃范围为2.911.1。此时假设以甲基橙为指示剂， 滴定终点颜色变化应为红色变黄色；如果以酚酞为指示剂，滴定终点颜色变化为 无色变红色。假设用0.01 mol L-1NaOH滴定0.01mol L-1HCl，那么pH突跃范围 为4.99.1,此时甲基橙不能作为指示剂，而应选择酚酞或甲基红，此时酚酞颜色 变化应为无色变浅红色。强酸滴定强碱的情况与强碱滴定强酸的相似，只是pH的变化与此相反，下面的讨论中亦是如此，因此不再赘述。四、结论滴定终点pH变化范围与标准液的浓度有密切关系，浓度越大，滴定终点pH 的突变范围就越大。而酸碱指示剂的变色 pH 范围却是相对固定的，所以不