酸碱滴定法滴定曲线课件.ppt

1、1六、六、酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择（一）强酸（碱）滴定（一）强酸（碱）滴定滴定前滴定前: H+ = c(H+) = 0.1000 molL-1sp前前:(H )(H )(OH )(OH )H (H )(OH )cVcVVV sp:7.00wH OH 10K sp后后:(OH )(OH )(H )(H )OH (H )(OH )cVcVVV 0.1000 molL-1 NaOH滴定滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HCl20.1000molL-1 NaOH滴定滴定 20.00mL 0.1000molL-1 HClNaOH mLT%剩余剩余HCl mL

2、过量过量NaOHpH0.00020.001.0018.0090.02.002.2819.8099.00.203.3019.9899.90.024.3020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.7022.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52突突跃跃突跃范围：化学计量点前后突跃范围：化学计量点前后 0.1%的的pH变化范围。变化范围。30.10 molL-1 HCl0.10 molL-1 NaOH 滴定曲线滴定曲线 0.10 molL-1 NaOH0.10 molL-1 HCl指示剂选择：指

3、示剂选择：凡在滴定突跃范围内变色的指示剂均可。凡在滴定突跃范围内变色的指示剂均可。4 不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 NaOHHCl7.05.38.74.39.710.73.302468101214050100150200 T/ %pH0.01molL-11molL- -10.1molL- -1PP9.03.16.24.45.04.0MRMO浓度增浓度增大大10倍倍,突跃增突跃增加加 2个个pH单位单位.5（二）强碱滴定一元弱酸（二）强碱滴定一元弱酸（HA）0.1000 molL-1 NaOH 滴定滴定 20.00 mL 0.1000 molL-1 HAcsp

4、：bOH (A )Kc sp后后：滴定前：滴定前：2.88aaH 10Kc sp前：前：aHAH A K OH=c过量过量(NaOH)60.10molL- -1 NaOH滴定滴定0.10molL- -1 HAc(20.00mL , Ka(HAc) = 10-4.76)NaOH mLT%组成组成pH(HAc)00HA2.8810.0050.0HA+A-4.7618.0090.0HA+A-5.7119.8099.0HA+A-6.6719.9699.8HA+A-7.4619.9899.9HA+A-7.7620.00100.0A-8.7320.02100.1A-+OH-9.7020.04100.2A-

5、+OH-10.0020.20101.0A-+OH-10.7022.00110.0A-+OH-11.68与滴定与滴定强酸一强酸一致致77.79.78.74.302468101214050100150200T/ %pH突突跃跃HAc Ac- - Ac- -+OH-9.0 PP6.24.43.1MRMOHAcHCl(0.10molL-1)强碱强碱滴定滴定弱酸弱酸滴定曲线滴定曲线 0.10molL-1NaOH0.10molL-1HAc突跃处于突跃处于弱碱性弱碱性, ,只只能选能选酚酞酚酞作指示剂作指示剂. . 突跃变小，等当点在碱性范围。突跃变小，等当点在碱性范围。8NaOH 滴定滴定HAc ( (浓

6、度不同浓度不同) )pH1molL-10.1molL-10.01molL-1642810129.238.738.23HAcHCl10.709.708.707.76突跃范围突跃范围 0 50 100 150 T%4.76浓度增大浓度增大1010倍，突倍，突跃增加跃增加1 1个个pHpH单位单位浓度越大，浓度越大，突跃范围越大。突跃范围越大。90.10molL-1NaOH滴定滴定0.10molL-1 HA(Ka不同不同)滴定突跃滴定突跃HCl:4.3-9.7HAc:7.7-9.7HA:9.7-10.0Ka增大增大10倍倍, 突跃突跃增加增加1个个pH单位单位.Ka越大，突跃范围越大。越大，突跃范围

7、越大。10对于一元弱酸：对于一元弱酸：准确滴定的条件：准确滴定的条件：cKa108滴定误差滴定误差Et0.2% pH = 0.311 强酸强酸滴定滴定弱碱弱碱(NH3)的滴定曲线的滴定曲线 0.10molL-1HClNH3 0.10molL-1 pKb= 4.75突跃处于弱突跃处于弱酸性酸性, ,选选甲甲基红基红或或甲基甲基橙橙作指示剂作指示剂准确滴定的条件：准确滴定的条件：cKb10812pKa pKa 2.16 7.2112.325.055.11pHsp1= 4.7pHsp2= 9.7NaOH滴定滴定0.1molL-1H3PO4 （三）多元酸的滴定（三）多元酸的滴定13多元酸滴定多元酸滴定

8、:1.根据根据 cKa108判断能否准确滴定；判断能否准确滴定；2.根据根据 lgKa5判断能否分步滴定。判断能否分步滴定。 允许允许Et=0.5%多元酸一步滴完的条件多元酸一步滴完的条件:混合酸分步滴定及全部滴定的条件混合酸分步滴定及全部滴定的条件?若若 lgKa4, Et1%; lgKa6 , Et0.1%cKan10-814NaOH滴定滴定H3PO4 时指示剂的选择时指示剂的选择 pKa1(2.16) pKa2(7.21) pKa3(12.32) H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7sp3: 2HPO42-2- + 3Ca2+ =

9、 Ca3(PO4)2 + 2H+百里酚酞至浅蓝百里酚酞至浅蓝 (pT=10.0) MO至黄至黄 (4.4)(同浓度同浓度NaH2PO4参比参比) NaOH15HCl滴定滴定Na3PO4 时指示剂的选择时指示剂的选择 pKa1(2.16) pKa2(7.21) pKa3(12.32) H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- pKb3(11.84) pKb2(6.79) pKb1(1.68) pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7百里酚酞百里酚酞至无色至无色(9.4) MR至至橙橙(5.0) (同浓度同浓度NaH2PO4参比参比) 16HCl 滴定滴定0.10molL-1 Na2C

10、O3 N0 100 200 300 T%H2CO3pKa1=6.4pKa2=10.3 pKa=3.9 0.5%M8.48.2甲酚红甲酚红- -百里酚蓝百里酚蓝粉粉8.2-8.48.2-8.4紫紫3.9 MOMR+MR+溴甲酚绿溴甲酚绿红红5.05.0- -5.25.2绿绿pHMR 5.0CO32pKb1=3.7pKb2=7.6 pKb=3.917 指示剂的选择指示剂的选择Na2CO3 (H2CO3:pKa1=6.38, pKa2=10.25) pKb1=3.75 pKb2=7.62CO32- - HCO3- - H2CO3 pH=0.3 pKb4Et1% sp1: pH=8.32 甲酚红甲酚红

11、+百里酚蓝百里酚蓝 粉粉8.28.4紫紫HCO3-参比参比,Et 0.1 mol / L时，宜采用甲基橙作指示剂，以减少时，宜采用甲基橙作指示剂，以减少CO2 的的影响；否则应煮沸溶液并配制不含影响；否则应煮沸溶液并配制不含CO2的碱溶的碱溶液。液。 对弱酸的滴定，化学计量点在碱性范围，对弱酸的滴定，化学计量点在碱性范围， CO2的影响较大，宜采用同一指示剂在同一条件下的影响较大，宜采用同一指示剂在同一条件下进行标定和测定。进行标定和测定。结论：结论：终点时溶液的终点时溶液的pH值越低，值越低，CO2影响越影响越小。小。pH 5时时CO2影响可忽略。影响可忽略。24 CO2对反应速度的影响对反

12、应速度的影响 CO2 + H2O = H2CO3 99.7% 0.3% 转化慢转化慢, 变色不敏锐变色不敏锐, PP粉红色半分钟不褪为终点粉红色半分钟不褪为终点; 25七、终点误差七、终点误差 tEnn(过过量量或或不不足足的的滴滴定定剂剂）（在在化化学学计计量量点点时时应应加加入入的的滴滴定定剂剂） 指滴定终点与化学计量点不一致产生的滴指滴定终点与化学计量点不一致产生的滴定误差。定误差。26（一）（一）计算终点误差计算终点误差误差公式误差公式一元酸碱的滴定一元酸碱的滴定:NaOH滴定滴定HAHANaOHnn 计量点之前计量点之前化学计量点化学计量点spspspOHHAH :PBE epHA,

13、epepepOHHAHC epepepepHA,HAHOH CspHA,epHA,CCEt 应应的的酸酸的的浓浓度度）为为未未反反（epHA,C epHA,epepepHAHOHCEt HAepHA,epepHOH CEt通常情况下通常情况下spVV epspHA,epHA,CC 27误差公式误差公式对于强酸：对于强酸：0HAspHA,epepHOHCEt 对于弱酸：对于弱酸：HA,HAHHaK HA,epepspHA,epepHHHOHatKCE 设终点在化学计量点之后，可以得到同样的结果。设终点在化学计量点之后，可以得到同样的结果。28（1）已知）已知pH, 就可以计算就可以计算 Et；（

14、2）一般方法：）一般方法： 列出化学计量点的列出化学计量点的PBE；列出终点的列出终点的PBE, 由此导出未反应的酸或碱的浓度；由此导出未反应的酸或碱的浓度；将上述将上述浓度浓度代入代入Et 定义式中；定义式中；代入分布分数进行计算。代入分布分数进行计算。求解终点误差的思路求解终点误差的思路HAepHA,epepHOH CEt29解：解：376. 400. 700. 700. 700. 7HA,epepspHA,epep106 . 5101010050. 01010HHHOH atKCE例：求例：求0.1000 mol / L NaOH 滴定滴定0.1000 mol / L HAc 至至pH

15、= 7.00 时的终点误差。时的终点误差。pKa = 4.76Et = -0.56 %30终点误差公式及其应用终点误差公式及其应用epHA,epepepHAHOHCEt 强酸强酸弱酸弱酸speppHpHpH wt1KK wtKKKa tpHpHtKCE2sp)(1010 tpHpHtKCEspHA,1010 Et pHC spKt指示剂的选择指示剂的选择被滴定物质的浓度被滴定物质的浓度反应的完全程度反应的完全程度KaEt31+-aWspspseppH =(A )KKcc wpH- pHtaspsp=10-10cKEcK pH- pHt1 2spt10-10=Ec K atw =KKK其其中中e

16、psppH=pH- pH 令令+spHep- pH =H 10 则则NaOH滴定滴定H2A至至A2-如何？如何？HCl滴定滴定A- 如何计算如何计算?终点误差公式推导终点误差公式推导32终点误差公式推导终点误差公式推导epHA,epepepHAHOHCEt spepepHOHCEt 强酸强酸弱酸弱酸epHA,epepHAOHCEt 令：令：speppHpHpH 得：得：pHspep10HH wt1KK wspHK wtKKKa spawCKK spH代入整理得：代入整理得：tpHpHtKCE2sp)(1010 tpHpHtKCEspHA,1010 33 误差公式将误差误差公式将误差( (Et

17、) )与滴定反应常数与滴定反应常数( (Kt ) )、被滴定物浓度被滴定物浓度( (csp) )、确定终点的误差、确定终点的误差( ( pH) )联联系起来，非常直观系起来，非常直观。,sptttpHcKEE 大大大大小小小小小小 pH- pHt1 2spt10-10=EcK 目视指示剂变色目视指示剂变色, 约约有有0.3pH的出入的出入.3435例：用例：用0.1000 mol / L NaOH 滴定滴定 0.1000 mol / L HAc , 若终点偏离化学计量点若终点偏离化学计量点 0.5 pH，求，求Et %。(Ka =1.75 10 5)解解:tpHpHtKCEspHA,1010

18、%030. 010050. 0101000.1476. 45 . 05 . 0 tE计算终点误差计算终点误差36例：用例：用0.1000 mol / L NaOH 滴定滴定 0.1000 mol / L HB , 若允许误差若允许误差Et % = 0.1 %, 求滴定突跃范围。求滴定突跃范围。 (Ka =1.0 10 6)解：解：lgcKt =lg( 0.05 10-6+14.00 ) = 6.7Et % = 0.1 %, pH 0.45,spHA,wspHCKKa 35. 93 . 100.140 . 6101010 pH = 9.35 滴定突跃滴定突跃 = 9.35 0.45pH: 8.9

19、0 9.80得：得：37例：求目测终点，强碱滴定一元弱酸，误差分别要求例：求目测终点，强碱滴定一元弱酸，误差分别要求为为0.1%, 0.2%, 0.5% 的最小的的最小的cKa解：解： Et % 0.1 %, 据据tpHpHtKCEsp1010 得：得：2sp)1010(22tpHpHwtwaEKKKCcK 823 . 03 . 000.14105 . 4)001. 01010(102 acK目测终点：目测终点： pH = 0.3,同理：同理： Et % 0.2 %, cKa 1.1 10 -8Et% 0.5 %, cKa 1.8 10 -9因此：对因此：对 Et % 0.2 %， pH =

20、0.3, 以以cKa 10 8 作作为准确滴定的判断式。为准确滴定的判断式。38+-9.6-4.4epepsptOH H 10-10100%= - 0.08%(HCl)0.10/2Ec 例例 0.10molL-1NaOH滴定滴定0.10molL-1 HCl，分别用分别用MO、PP作指示剂作指示剂。计算。计算Et=? -5.0-9.0t10-10100%= 0.1+ 0.02%20/E （1）MO pHep = 4.4（2）PP pHep = 9.0返滴定返滴定误差符号相反误差符号相反39 例例 用用0.100 molL-1NaOH滴定滴定0.100 molL-1 HAc，指示剂指示剂PP. 计

21、算计算Et=?- 5.0- 9.0- 9.0- 9.0- 4.76t10-1010100%0.100/10+102+0.014%-E 若滴定至若滴定至pH=7.0，H+=OH-7.0t-7.0- 4.7610= - (HA) = - 0.6%10+10Ex40c0.1molL-1 稀则突跃小稀则突跃小, 浓则浓则浪费浪费!例例: 食醋中食醋中c(HAc)0.6molL-1取少量取少量(4mL), 体积误差体积误差取取25mL, 需滴定剂需滴定剂约约150mL粗测粗测, 定量稀释至约定量稀释至约0.1 mol L1（一）酸碱标准溶液的配制与标定（一）酸碱标准溶液的配制与标定八、酸碱滴定法的应用八

22、、酸碱滴定法的应用41酸标准溶液酸标准溶液: HCl (HNO3, H2SO4)配制配制:用市售用市售HCl (12 molL-1),HNO3 (16 molL-1), H2SO4 (18 molL-1)稀释稀释.标定标定: 1. Na2CO3, 270-300烘烘1hr, MO 或或 MR+溴甲酚绿溴甲酚绿();2. 硼砂硼砂(Na2B4O72H2O NaH2BO3+2H3BO3), 60%相对湿度保存相对湿度保存, 防失水防失水. pHep=5.1, MR.42碱标准溶液碱标准溶液: NaOH配制配制: 以饱和的以饱和的NaOH(约约19 molL-1), 用除用除去去CO2 的去离子水稀释的去离子水稀释. 标定标定: 1.邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4), Mr=204.2 pKa2=5.4, PP, 称小样称小样, 平行平行3 份份. 2.草酸草酸(H2C2O42H2O), Mr=126.07 pKa1=1.25, pKa2=4.29, PP, 称大样称大样.