酸碱滴定与指示剂.ppt

1、酸鹼滴定與指示劑,只要一滴濃度搞定,2,我們已經學會的有,能分辨酸與鹼。 了解電解質之定義。 知道並會計算 pH值。 了解酸鹼中和的意義。 會計算莫耳數與體積莫耳濃度。,3,緊接著，我們要學的有,何謂酸鹼滴定？,如何酸鹼滴定？,酸鹼滴定計算！,認識酸鹼指示劑,酸鹼滴定評量。,4,何謂酸鹼滴定？,定義：利用已知濃度的酸為標準溶液，以滴定的方式，藉著指示劑之顏色改變，來決定鹼的濃度，這樣的過程稱為酸鹼滴定，亦稱為中和滴定。 酸鹼滴定是一種測量體積的定量分析法，也是分析化學的基礎。 酸鹼滴定可以是酸滴定鹼；也可以是鹼滴定酸 。,5,如何酸鹼滴定？,實驗器材 鐵架與滴定管夾 ：漏斗 ：滴定管 ：錐形瓶

2、 實驗裝置完整圖,6,主要工具：滴定管。,如何酸鹼滴定？,7,如何酸鹼滴定？,若以酸式滴定管盛裝鹼性溶液，則其玻璃活栓會逐漸被腐蝕而卡住，所以盛裝鹼性溶液的鹼式滴定管才以橡皮管內含玻璃珠來取代玻璃活栓。 改良：現今滴定管上的活栓已採用鐵氟龍（Teflon）為材質。,圖片來源： .tw/sysuchem/expt/meas/buret.htm,8,過程：以0.1 M的氫氧化鈉溶液滴定一杯100 mL未知濃度的鹽酸溶液（酚酞為指示劑）為例。 製備0.1 M的氫氧化鈉溶液，並進行標定。 滴定管須先用蒸餾水洗淨，再用少許的氫氧化鈉溶液潤洗。 然後裝入滴定管中。

3、量取一定體積未知濃度的鹽酸溶液放入錐形瓶內。 加23滴酚酞指示劑。（酚酞在酸中為無色）,如何酸鹼滴定？,9,過程（續）： 在錐形瓶下墊一張白紙，記錄起始刻度後開始滴定。調整滴定管流量，左手輕輕地搖晃錐形瓶使溶液均勻混合。 當指示劑變色（維持10秒以上）即達到滴定終點。 記錄終點刻度，將兩個刻度相減，即可知氫氧化鈉溶液用掉的體積，計算鹽酸溶液的濃度。,如何酸鹼滴定？,10,如何酸鹼滴定？,標定（Standardization）,滴定液的正確性決定了滴定分析的準確性。配好的氫氧化鈉溶液可能因為長時間暴露在空氣中潮解或揮發而改變其濃度，在使用前必須施以濃度校正，這個過程稱為標定。 標定後的滴定液即為

4、標準溶液。 常用來標定氫氧化鈉溶液的物質是： KHP（potassium biphthalate ）。 學名為鄰苯二甲酸氫鉀。 我們將KHP這類的物質稱為一級標準品其特性有：純度高，穩定性佳，易取得等。,11,如何酸鹼滴定？,潤洗（Rinse）,目的：滴定液的正確性決定了滴定分析的準確性。潤洗的過程可除去殘留在滴定管中的水，可避免標準溶液的濃度被稀釋，用以滴定時可求得準確的未知濃度。 方法：少量多次將標準溶液倒入並潤洗滴定管，而後去除之。然後將標準溶液填充至滴定管尖端，並避免氣泡殘留，因為氣泡也會影響滴定體積。,影片來源： .tw/sysuchem/ex

5、pt/meas/buret.htm,12,（法一）直接利用酸式滴定管量取固定體積的鹽酸溶液。 （法二）利用安全吸球和移液管（或吸量管）吸取固定體積的鹽酸溶液。 移入錐形瓶中。,量取方式,如何酸鹼滴定？,為了防止滴定液濺出瓶外，所以使用窄口的設計。用手握住瓶頸可方便使溶液均勻地混合。,13,1：排氣閥 2：吸液閥 3：放液閥 4：完全放液閥,安全吸球與吸量管（移液管）,如何酸鹼滴定？,左：移液管 （無細微刻度） 右：吸量管 （有細微刻度）,排氣 吸液 放液 完全放液,14,滴定過程與終點（End point）,如何酸鹼滴定？,酸鹼指示劑恰好變色的瞬間，稱為滴定終點。 酸的克當量數等於鹼的克當量數

6、的瞬間， 稱為當量點。習慣上常將滴定終點視為當量點。 滴定過程中溶液恰好呈中性的點，稱為中性點。,15,問題思考 在25時，不論酸鹼強弱的滴定，達到滴定終點時，混合溶液的pH值必定等於 7（中性） 嗎？,答案：不一定。,如何酸鹼滴定？,16,記錄刻度,如何酸鹼滴定？,眼睛平視滴定管，正確地讀取刻度。,滴定管上方的刻度讀數較小，下方的讀數較大。實驗時將終點刻度減去起始刻度，即為滴定過程中消耗之體積。,17,12.0,11.7,如何酸鹼滴定？,酸鹼滴定曲線,綜合以上所學，若以NaOH溶液之消耗體積為橫座標、pH值為縱座標作圖，可得酸鹼滴定曲線。,10.7,2.01011,101,4.3,5.010

7、5,99.9,9.7,2.01010,100.1,7,1.0107,100,3.3,5.0104,99,2.3,5.0103,90,1,0.1 (M),0 (mL),pH, H+ ,NaOH,2.01012,110,120,1.01012,18,酸鹼滴定計算！,目的欲知被滴定液的 “ 未知濃度 ”。 原理,行話：酸的克當量數 鹼的克當量數,白話文： 溶液中酸的全部數量 溶液中鹼的全部數量,19,說明 鹽酸（HCl）是單質子酸：只能提供一個 所以若有 1 莫耳的HCl，就有 1 莫耳的 硫酸（H2SO4）是二質子酸：可以提供二個 所以若有 1 莫耳的H2SO4，就有 2 莫耳的 因此，就的數量來

8、看，H2SO4 是 HCl的 2倍 而這裡所表達的數量，也就是說克當量數。,酸鹼滴定計算！,20,說明（續） 原來，克當量數和莫耳數之間的關係是這樣的： 酸的克當量數 酸的莫耳數 的個數 鹼的克當量數 鹼的莫耳數 的個數 承上，以相同濃度的氫氧化鈉溶液滴定而中和時： H2SO4所需NaOH(aq)的體積 是 HCl所需體積的 2倍,酸鹼滴定計算！,21,公式整理 已知：,酸鹼滴定計算！,先類推,後代入,所以：克當量數 莫耳數 H+ 的個數,22,示例說明(1)如何計算克當量數 以硫酸（H2SO4）為例，可以提供二個： 分子量98，克當量49 克 【例】若有196克的硫酸，則克當量數為若干？ 可

9、以直接這麼算： 也可以這麼算：,酸鹼滴定計算！,23,示例說明(2)以實際的滴定數據計算濃度 以0.36 M的氫氧化鈉標準溶液滴定30 mL未知濃度的稀硫酸，達到滴定終點時，用掉25 mL氫氧化鈉標準溶液，試計算稀硫酸的體積莫耳濃度？,酸鹼滴定計算！,NaOH的莫耳數,NaOH的克當量數,H2SO4的莫耳數,H2SO4的克當量數,24,公式延伸 已知：克當量數 莫耳數 的個數 所以：CN CM 的個數,酸鹼滴定計算！,CN 當量濃度 CM 體積莫耳濃度,同除以溶液體積（L）,25,問題思考 以0.1 M的氫氧化鈉溶液滴定同體積的鹽酸（HCl）和醋酸（CH3COOH）溶液，請問何者所需的體積較多

10、？,酸鹼滴定計算！,答案：一樣多。 中和滴定和酸的強弱無關，鹽酸（HCl）和醋酸（CH3COOH）都是單質子酸，酸的克當量數相等，所以滴定所需的氫氧化鈉溶液體積相等。,26,發現酸鹼指示劑 時間：17世紀。 發現者：羅伯特波義耳（英國）。 動機： 農民把泥土放進嘴裡，來判斷泥土的酸鹼性。 愛情的力量 。,認識酸鹼指示劑,27,酸鹼指示劑 定義：酸鹼指示劑是一種弱酸或弱鹼的天然色素或合成色素，在不同的pH值變色範圍會呈現不同的顏色。 【註】In是indicator的縮寫。,認識酸鹼指示劑,28,分類：（僅列出較為常見者）,認識酸鹼指示劑,29,指示劑選用及注意事項：,認識酸鹼指示劑,滴定時，應選

11、擇適合的酸鹼指示劑。 最佳選擇：溶液當量點之pH值正好在酸鹼指示劑的變色範圍內。,酸鹼指示劑的用量不能多也不能少。 因為酸鹼指示劑本身就是一種弱酸或弱鹼，用量如果過多反而會影響原滴定液的濃度，故通常只須添加 23 滴。,30,生活中的實例(1)：紫色高麗菜（甘藍菜）,認識酸鹼指示劑,生活中的實例(2)： 葡萄皮,31,請問：下圖滴定管中的溶液體積約為若干毫升？,酸鹼滴定評量。,答案：24.19 mL,32,請問：在酸鹼滴定的實驗過程中，不會用到下列哪一個器材？,答案：(C),酸鹼滴定評量。,薊頭漏斗圖片來源： .tw/sysuchem/expt/reac/funnelhead.htm,33,甲基橙的變色範圍pH3.04.0，顏色：紅黃。則下列溶液各滴入2滴甲基橙，請問呈什麼顏色？ (A)0.1 M的鹽酸溶液 (B)25的純水 (C)0.1 M的氨水溶液 (D)食鹽水溶液,酸鹼滴定評量。, pH7,(D), pH7,(C), pH7,(B), pH1,(A),答案,34,以0.1 M的鹽酸溶液滴定一未知濃度的NaOH溶液，則下列操作對未知濃度的影響如何？ （請填偏高、 偏低或無影響） (A)鹼式滴定管用蒸餾水洗淨後，未用NaOH溶液潤洗 (B)滴定過程中，搖晃錐形瓶過於