酸碱滴定原理

关于酸碱滴定原理滴定能否准确进行滴定过程中pH的变化规律怎样选择合适的指示剂实验方案设计应考虑的问题第2页,共29页，2024年2月25日，星期天5.6.1强酸强碱的滴定1.滴定过程中pH值的变化2．滴定曲线的形状3．滴定突跃4．影响滴定突跃的因素和指示剂的选择例：用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol.L-1HCl。滴定反应设滴定至某一点，0.1000mol.L-1NaOH滴定体积为Vb。第3页,共29页，2024年2月25日，星期天1、强酸强碱滴定滴定反应设滴定过程中，溶液中剩余的强酸浓度为amol.L-1,过量的强碱浓度为bmol.L-1。例：用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol.L-1HCl。滴定阶段PBE[H+]计算式滴定前[H+]=[OH-]+a[H+]=a化学计量点前[H+]=[OH-]+a[H+]=a化学计量点[H+]=[OH-]pH=7.00化学计量点后[OH-]=[H+]+b[OH-]=b第4页,共29页，2024年2月25日，星期天滴定过程中溶液pH值的变化：分为四个阶段滴定前

pH=1.00化学计量点前

Vb=18.00ml[H+]=5.26×10-3mol/LpH=2.28Vb=19.98ml[H+]=5.00×10-5mol/LpH=4.30

化学计量点

pH=7.00化学计量点后

Vb=20.02ml[OH-]=5.00×10-5mol/LpOH=4.30pH=9.70第5页,共29页，2024年2月25日，星期天2．滴定曲线的形状滴定开始，强酸缓冲区，ΔpH微小随滴定进行，HCl浓度降低，ΔpH渐↑SP前后0.1%，ΔpH↑↑，酸→碱

ΔpH=5.4继续滴NaOH，强碱缓冲区，ΔpH↓第6页,共29页，2024年2月25日，星期天甲基橙甲基红酚酞C(mol.L-1)

强碱滴定不同浓度强酸化学计量点1.00.100.0100.0010滴定突跃-0.1%+0.1%酸缓冲区突跃区碱缓冲区V(NaOH)中和%pH0.000.001.0018.0090.002.3019.8099.003.3019.9899.904.3020.00100.07.0020.02100.19.70C(mol.L-1)滴定突跃1.0003.30~10.700.10004.30~9.700.010005.30~8.70影响突跃范围的因素：c的大小第7页,共29页，2024年2月25日，星期天3．滴定突跃

滴定突跃：化学计量点前后0.1%的变化引起pH值突然改变的现象滴定突跃范围：滴定突跃所在的范围理论意义：选择指示剂的依据4．影响滴定突跃的因素和指示剂的选择影响因素：浓度浓度越大，滴定突跃范围越宽，可选指示剂越多

C增大10倍，滴定突跃增大2个pH单位选择原则：最理想的指示剂应恰好在化学计量点变色点。实际原则：指示剂在突跃范围内变色即可。

指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内

第8页,共29页，2024年2月25日，星期天续强碱滴定强酸讨论甲基橙（3.1～4.4）**3.45甲基红（4.4～6.2）**5.1

酚酞（8.0~10.0）**9.1

1.0mol/LNaOH→1.0

mol/LHCl

Δ

pH=3.3～10.7

选择甲基橙，甲基红，酚酞

0.1mol/LNaOH→0.1mol/LHCl

Δ

pH=4.3～9.7

选择甲基红，酚酞，甲基橙（黄）

0.01mol/LNaOH→0.01mol/LHCl

Δ

pH=5.3～8.7

选择甲基红，酚酞（较差）第9页,共29页，2024年2月25日，星期天强酸滴定强碱如：用0.1000mol/L

HCl标液滴定0.1000mol/L的NaOH滴定曲线形状类似强碱滴定强酸，pH变化相反滴定突跃范围决定于酸标液浓度及被测碱浓度指示剂的选择：甲基红，酚酞

以甲基橙滴定至橙色（pH=4)则误差较大。突跃范围：9.70～4.30可用酚酞、甲基红，如用甲基橙，应从黄色滴至橙色（pH=4.0）

第10页,共29页，2024年2月25日，星期天5.6.2一元弱酸弱碱的滴定1.滴定过程中pH值的变化2．滴定曲线的形状3．影响滴定突跃的因素和指示剂的选择4．弱酸被准确滴定的判别式OH-+HAA-+H2O反应完全程度不高第11页,共29页，2024年2月25日，星期天强碱滴定弱酸

用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL初始浓度Ca为0.1000mol.L-1

的弱酸HA。滴定反应设滴定过程中，溶液中剩余的弱酸浓度为Ca

mol.L-1,生成的共轭碱浓度为Cbmol.L-1

，过量的强碱浓度为bmol.L-1。滴定阶段体系PBE[H+]计算式滴定前HA[H+]=[OH-]+[A]化学计量点前HA-A-[H+]+Cb=[OH-]+[A]化学计量点A-[H+]+[HA]=[OH-]化学计量点后A-+OH-[H+]+b+[HA]=[OH-][OH-]=b第12页,共29页，2024年2月25日，星期天1．滴定过程中pH值的变化（1）Vb=0（2）Vb

＜Va

：HAc+NaAc

SP前0.1%时，已加入NaOH19.98mLNaOH（0.1000mol/L）→HAc（0.1000mol/L,20.00mL）第13页,共29页，2024年2月25日，星期天（3）Vb=Va

：HAc→NaAc（4）Vb

＞Va

：NaOH+NaAcSP后0.1%时，已加入NaOH20.02mL第14页,共29页，2024年2月25日，星期天2．滴定曲线的形状滴定前，曲线起点高滴定开始，[Ac-]↓，Δ

pH↑随滴加NaOH↑，缓冲能力↑，Δ

pH微小滴定近SP，[HAc]↓，缓冲能力↓↓，Δ

pH↑↑SP前后0.1%，酸度急剧变化，

Δ

pH=7.74～9.7SP后，Δ

pH逐渐↓（同强碱滴强酸）第15页,共29页，2024年2月25日，星期天强碱滴定弱酸HAcHCl突跃区碱缓冲区共轭缓冲区pKa化学计量点：8.72突跃突跃滴定突跃：7.76~9.70在弱碱性范围，Et=-0.1%，pH=pKa+3强碱滴定弱酸，只可用弱碱性范围变色的指示剂。2.87第16页,共29页，2024年2月25日，星期天3．影响滴定突跃的因素和指示剂的选择影响因素：C、Ka

1、Ka一定时，C越大，突跃范围越大。但这种影响有限

度，对极弱酸，即使是高浓度，突跃也很小；

2、C一定时，Ka越大，突跃范围越大。指示剂的选择：滴定突跃在碱性范围内，应选在碱性范围变色的指示剂如酚酞、百里酚酞等4．弱酸能被准确滴定的判别式（目测法）：

Ca

•Ka≥10-8第17页,共29页，2024年2月25日，星期天强酸滴定弱碱HCl（0.1000mol/L）→NH3•H2O（0.1000mol/L,20.00mL）1.滴定曲线：与强碱滴定强酸类似，曲线变化相反2.影响滴定突跃的因素和指示剂的选择：（1）影响因素：被滴定碱的性质，浓度（2）指示剂选择：滴定突跃在酸性范围内，应选在酸性范围变色的指示剂如甲基红、甲基橙等本例滴定突跃ΔpH=6.34～4.30，选甲基红较好。3．弱碱能被准确滴定的判别式：Cb

•Kb≥10-8H3O++A-

HA+H2O

反应完全程度不高第18页,共29页，2024年2月25日，星期天续强酸滴定弱碱讨论滴定突跃范围：

ΔpH=6.34～4.30指示剂选甲基红（甲基橙)第19页,共29页，2024年2月25日，星期天5.6.3多元酸（碱）滴定1、滴定的可行性判断（包括能否分步滴定的判断）；2、化学计量点pHsp的计算；3、指示剂的选择。第20页,共29页，2024年2月25日，星期天Ka1,Ka210-2,10-910-2,10-710-2,10-5二元酸滴定的可行性判断用0.1000mol.L-1NaOH滴定同浓度、不同强度的二元酸。第一突跃小第二突跃大cKa1

10-8,cKa2

10-8,Ka1/Ka2

105分步滴定至HA-和A2-滴定有两个化学计量点：pHsp1,pHsp2；滴定有两个突跃；突跃的大小与

pK有关。cKa1

10-8,cKa2<10-8,Ka1/Ka2

105可准确滴定至HA-第一突跃较大第二突跃较大第一突跃大第二突跃小cKa1

10-8,cKa2

10-8,Ka1/Ka2<105可准确滴定至A2-第21页,共29页，2024年2月25日，星期天结论对二元酸滴定：判断能否准确滴定，根据：?判断能否准确分步滴定，根据：？第22页,共29页，2024年2月25日，星期天化学计量点pHsp计算用0.1000mol.L-1NaOH滴定0.1000mol.L-1H3PO4,H3PO4pKa1=2.16，pKa2=7.21,pKa3=12.32

第一化学计量点体系：H2PO4-，为两性物质计算pH=4.71第二化学计量点体系：HPO42-，为两性物质计算pH=9.66第23页,共29页，2024年2月25日，星期天计量点pH值计算第一化学计量点第二化学计量点第24页,共29页，2024年2月25日，星期天指示剂的选择9.664.71甲基红百里酚蓝用0.1000mol.L-1NaOH滴定0.1000mol.L-1H3PO4,第25页,共29页，2024年2月25日，星期天多元碱的滴定HCl（0.1000mol/L）→Na2CO3

（0.1000mol/L

，20.00mL）CO32-+H+HCO3-Kb1=10-3.75HCO3

-+H+