4-2第十二章 滴定分析-2.ppt

1、一. 酸碱指示剂,二. 滴定曲线和指示剂的选择,三. 酸碱滴定法的操作过程及应用,第三节 酸碱滴定法,酚酞 8.210.0,甲基橙3.14.4,酸碱指示剂,一类在特定的pH范围内，随着溶液pH值的改变能显现不同颜色的有机弱酸或有机弱碱,酸碱指示剂,甲基橙 ( Methyl Orange， MO),4.4黄 4.0橙 3.1红,酸碱指示剂的变色原理,甲基橙：,酸式,碱式,酸碱指示剂的酸式 ( 用HIn代表 ) 和碱式 ( 用In-代表 ) 在溶液中存在如下质子转移平衡,酸碱指示剂的变色范围和变色点,1. 溶液的颜色是随着pH的变化而变化的。 2. 当In-/ HIn =1 时，溶液的 pH= p

2、KIn，称为指示剂的理论变色点。 3. 当In-/ HIn10时，只能观察到碱式的颜色，当In-/ HIn 1/10时只能观察到酸色。所以 pH=pKIn1 为指示剂的理论变色范围。,常用酸碱指示剂,指示剂 变色范围 酸色 过渡色 碱色 pKIn 百里酚蓝 1.21.8 红色 橙色 黄色 1.7 甲基橙 3.14.4 红色 橙色 黄色 3.7 溴酚蓝 3.14.4 黄色 蓝紫 紫色 4.1 溴甲酚绿 3.85.4 黄色 绿色 蓝色 4.9 甲基红 4.46.2 红色 橙色 黄色 5.0 溴百里酚蓝 6.07.6 黄色 绿色 蓝色 7.3 中性红 6.88.0 红色 橙色 黄色 7.4 酚酞 8

3、.09.6 无色 粉红 红色 9.1 百里酚酞 9.410.6 无色 淡蓝 蓝色 10.0,滴定过程中所加入的酸或碱标准溶液的量为横坐标，以相应溶液的pH值为纵坐标，所绘制的关系曲线称为酸碱滴定曲线。,二、滴定曲线和指示剂的选择,0.1000 molL-1 NaOH滴定 0.1000molL-1 HCl 20.00ml,1. 滴定过程中溶液pH的计算： （1）滴定前：锥型瓶中溶液的酸度为： H3O+=0.1000 molL-1 pH=1.00,（一）强碱滴定强酸,（2）滴定开始至计量点前 溶液的pH取决于剩余HCl的浓度,（3）计量点时 VNaOH =20.00ml H3O+=1.00 x 1

4、0-7 molL-1 pH=7.00,这种溶液pH的急剧改变，称为滴定突跃,滴定突跃所在的pH范围，称为滴定突跃范围。,酚酞,计量点,甲基橙,滴定曲线,理想的指示剂应在反应的计量点时变色,指示剂的选择,一般来说： 碱滴定酸 酚酞 酸滴定碱甲基橙,选择原则：指示剂的变色范围应在突跃范围内或至少部分在突跃范围之内 考虑到视觉对颜色变化的敏感性，一般应选择由浅到深的颜色变化,指示剂的选择,对于强酸强碱，突跃范围与酸碱浓度有关。浓度每降低10倍，突跃将减少2个pH单位。,0.0100mol/L 5.38.7,c 突跃范围 1.000mol/L 3.310.7,0.1000mol/L 4.39.7,0.

5、0010mol/L 6.37.7 所以酸碱浓度不能小于10-4mol/L,突跃范围与酸碱浓度的关系,0.1000 molL-1 NaOH滴定0.1000molL-1 HAc 20.00ml,1. 滴定过程中溶液pH的计算： （1）滴定前锥型瓶中溶液的酸度为,当滴入NaOH溶液的体积分别为18.00、19.00和19.98ml时，溶液的HAc、Ac-浓度及pH分别为：,（二）一元弱酸的滴定,表12-3 0.100 0molL-1NaOH滴定20.00mL 0.100 0molL-1HAc溶液的pH值,OH- =KbcB = Kw cB/Ka = 1.0 10-14 0.05/1.76 10-5,

6、（4）计量点后 溶液的pH取决于NaOH的浓度： 如计量点后半滴（0.02ml）和后5滴（0.20ml）,pOH=5.27， pH=8.73,（3）计量点时 二者恰好反应完全，生成的Ac- 在溶液中的质子转移反应为： Ac- +H2O HAc + OH-,起点pH为2.88而不是1 滴定曲线坡度平缓 计量点pH是8.73而不是7 一滴引起的突跃范围较窄,滴定曲线特点和指示剂选择,一元弱酸的滴定,指示剂的选择,酸性范围内变色的指示剂如甲基橙、甲基红等均不能采用。酚酞、麝香草酚兰和麝香草酚酞等的变色范围都落在突跃范围内，可以被选作本滴定的指示剂。,对于弱酸碱，突跃范围不仅与酸碱浓度有关，还与其强度

7、有关。当浓度不变时，弱酸的Ka值越小，突跃范围越窄。,强碱滴定弱酸c = 0.1000mol L-1,原则：KacA 10-8,突跃范围与弱酸、碱强度的关系,(1)首先根据cKa10-8或cKb10-8，判断各级是否有明显的突跃,判断多元弱酸、弱碱能否直接滴定的依据,(2)根据相邻两级的Ka或Kb值之比是否大于104，来判断能否进行分步滴定。,多元酸碱的滴定,H3PO4： Ka1=7. 5210-3 Ka2=6. 2310-8 Ka3=2. 2010-13,草酸(H2C2O4)： Ka15.910-2 , Ka26.4010-5,H2CO3： Ka14.310-7 , Ka25.6110-11

8、,以0.1molL-1的NaOH溶液滴定0.1molL-1的H3PO4,（1）cKa110-8，且Ka1/Ka2104，故可得到第一个滴定突跃；,（2）cKa2恰好在10-8数量级上，且Ka2/Ka3104，故也可得到第二个滴定突跃；,（3）但cKa310-8，因而第三级离解的H+不能被滴定。,第一化学计量点时，得到两性物NaH2PO4， 溶液的pH值按H+ = （Ka1 Ka2）-1/2 计算，可得：,可选用甲基橙为指示剂，颜色由橙变黄即为终点,第二化学计量点产物为Na2HPO4，用相同方法计算可得：,可用酚酞和百里酚酞混合指示剂指示终点，颜色由无色变为浅蓝色。,Kb1/Kb21.7810-

9、4/ 2.3310-8,接近于104，因此可进行分步滴定。,Na2CO3： （ Ka14.310-7 , Ka25.6110-11）,CO32-的,草酸：（ Ka15.910-2 , Ka26.4010-5 ）Ka1/Ka2104，滴定曲线只有一个突跃，不能分步滴定,第一化学计量点时：,Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl,可选用酚酞作指示剂,如HCl滴定Na2CO3,Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O,第二化学计量点时：,pH3.88,H2CO3饱和溶液的浓度为0.04mol/L,常用甲基橙为指示剂,HCl滴定Na2CO3的滴定曲线,（一）标准酸溶

10、液的配制与标定,用来配制酸标准溶液的强酸有HCl和H2SO4。 先配成近似于所需浓度(一般为0.1 molL-1)的溶液，然后用一级标准物质标定。,三、酸碱滴定法的操作过程及应用,称取分析纯 Na2CO3 1.3350g，配制成250.0ml的溶液,cB = nB /VB,= 0.05038 mol L-1,准确量取上述标准溶液25.00ml，标定一HCl溶液，三次滴定所消耗的HCl溶液体积分别为24.35、24.30和24.37ml，求HCl溶液的准确浓度。,解：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O+ CO2,食醋中总酸度的测定 氧化镁含量的测定 阿司匹林的含量测定（摘自中华人民共和国药典2000版）,（二）酸碱滴定法应用,阿司匹林的含量测定,（摘自中华人民共和国药典2000版） 取阿司匹林约0.4g，精密称定（精确至1mg），加中性乙醇（对酚酞指示液显中性）2