第5章、酸碱平衡和酸碱滴定法(2).课件.ppt

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1、 KHOHKtw11101014.KAHA OHKKKtbaW1KHAHAKKKtabW1 强碱滴定强酸 强酸滴定强碱H3O+ + OH- H2O+ H2OKHOHKtw11101014. 水溶液中酸碱滴定反应完全程度取决水溶液中酸碱滴定反应完全程度取决于于Kt大小强酸强碱的反应程度最高弱大小强酸强碱的反应程度最高弱酸弱碱反应程度较差酸弱碱反应程度较差Kt大小取决于被滴定酸碱的大小取决于被滴定酸碱的Ka或或Kb Ka或或Kb是影响酸碱滴定的最重要因素是影响酸碱滴定的最重要因素NaOH(0.1000mol/L)HCL(0.1000mol/L, 20.00mL)滴定过程中滴定过程中pH值的变化值的

2、变化滴定曲线的形状滴定曲线的形状滴定突跃滴定突跃影响滴定突跃的因素和指示剂的选择影响滴定突跃的因素和指示剂的选择v滴定分数滴定分数a(滴入比或滴入百分数):(滴入比或滴入百分数):HClbHClbccVcVca总总酸起始的物质的量加入碱的物质的量 H+OH- =H2O Kt=1/Kw=1014.00PBE: H+=OH-+cHCl-cNaOH滴定分数:滴定分数:a=cT/cA=cNaOH/cHCl( (一一) ) 滴定曲线滴定曲线 (pH pH V Vb b)例:例:0.1000 mol/L NaOH 溶液(溶液(ca0)滴定)滴定 20.00 ml 0.1000 mol/L HCl溶液(溶液

3、(cb0)。)。 1. 滴定前滴定前,加入滴定剂,加入滴定剂(NaOH)体积为体积为 0.00 ml时:时: Vb=0,为一元强酸为一元强酸 Ca0= 0.1000 mol/L= 0.1000 mol/L 10-6 mol/L 0.1000 mol/L 盐酸溶液的盐酸溶液的 pH=1.00 为一元强酸为一元强酸LmolCVVVVHababa/100 . 510. 098.1900.2098.1900.20530. 4pH( (一一) ) 滴定曲线滴定曲线 (pH pH Vb Vb)HClbHClbccVcVca总总酸起始的物质的量加入碱的物质的量%9 .99%10000.2098.19a%10

4、0TTrEaabaaaabbrVVVVcVcVcE000%1 . 0%10000.2000.2098.19rE3. 化学计量点,即加入滴定剂体积为化学计量点,即加入滴定剂体积为 20.00mL 反应完全,反应完全, H+ = 10-7 mol/L , 溶液溶液 pH=7( (一一) ) 滴定曲线滴定曲线 (pH pH Vb Vb) sp时时: a=1 H+=OH-=Kt-0.5 pH=7.00为一元强碱为一元强碱LmolCVVVVOHbbaab/100 . 510. 000.2002.2000.2002.20530. 4pOH( (一一) ) 滴定曲线滴定曲线 (pH pH Vb Vb)HCl

5、bHClbccVcVca总总酸起始的物质的量加入碱的物质的量%1 .100%10000.2002.20a%100TTrEaabaaaabbrVVVVcVcVcE000%1 . 0%10000.2000.2002.20rE0.1000molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl12.5220.002.00040.0011.682.001.10022.00sp后后:OH-=cNaOH(过量过量)10.700.201.01020.209.700.021.00120.027.000.000.001.00020.00 sp: H+=OH- =10-7.004.300.0

6、20.99919.983.000.200.9919.80 sp前前:H+=cHCl(剩余)(剩余)2.282.000.9018.00滴定前滴定前:H+=cHCl1.0020.00.000.00H+计算计算pH过量过量NaOHmL剩余剩余HClmLaNaOHmL突突跃跃强酸滴定强碱曲线强酸滴定强碱曲线0.1000molL-1 NaOH0.1000molL-1 HCl突跃突跃:4.39.7pH1210864200 1 2滴定分数滴定分数 a9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃v(二二)滴定突跃与指示剂的选择滴定突跃与指示剂的选择 (1)滴定突跃:在滴定突跃:在sp前后,

7、即前后,即0.1%滴定点上而引起的滴定点上而引起的pH值值突变;突变;NaOH的理论加入量必在的理论加入量必在99.9 -100.1之间,使之间,使sp滴定误差滴定误差必在必在0.1%之间,根据滴定管之间,根据滴定管读出的读出的NaOH的体积来计算的体积来计算HCl的量,其的量,其Er=0.1 滴滴定定突突跃跃SP (2)滴定突跃的滴定突跃的意义意义:利用滴定突跃指示终点利用滴定突跃指示终点, ,是选是选择指示剂的依据择指示剂的依据. (3)指示剂选择的指示剂选择的原则原则:只要能在突跃范围内变色的:只要能在突跃范围内变色的指示剂均可指示该滴定反应的终点指示剂均可指示该滴定反应的终点 常用单一

8、酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂 ( (要记住要记住) )甲基橙甲基橙-MO甲基红甲基红-MR酚酞酚酞-PP3.1 4.44.4 6.28.0 9.6百里酚酞百里酚酞: 无色无色 9.4-10.0(浅蓝浅蓝)-10.6蓝蓝强酸碱滴定曲线强酸碱滴定曲线0.1000molL-1 NaOH0.1000molL-1 HCl突跃突跃:4.39.7pH1210864200 1 2滴定分数滴定分数 a9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃PP 8.0MR 5.0指示剂选择?指示剂选择?v滴定分数滴定分数a(滴入比或滴入百分数):(滴入比或滴入百分数):HClbHClbccVcVca总总

9、酸起始的物质的量加入碱的物质的量注意a 的物理意义:对强碱滴定强酸体系: a =1.000,代表化学计量点时的滴定分数;,代表化学计量点时的滴定分数; 所对应的所对应的pH为为7.00a =0.9991.001,指该滴定曲线的突跃范围,指该滴定曲线的突跃范围, 即所对应的即所对应的pH区间为区间为4.309.70.选择原则:选择原则:(1 1)强酸碱滴定:)强酸碱滴定: 指示剂变色点指示剂变色点pHpH处于滴定突跃范围内处于滴定突跃范围内 (指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内)(指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内)(2 2)弱酸碱滴定:)弱酸碱滴定: pH理论理论 pHSPv(

10、三三) 指示剂的选择指示剂的选择浓度对滴定突跃的影响浓度对滴定突跃的影响0 1 2pH1210864210.79.78.77.05.34.33.30.01molL-1 0.1molL-1 1molL-1浓度增大浓度增大10倍,倍,突跃增加突跃增加2个个pH单位。单位。5.38.74.39.73.310.7(四)(四) 影响影响滴定突跃大小的因素滴定突跃大小的因素:PP 9.0MR 6.2MO 4.402468101214050100150200滴定百分数%pH补:补: 强酸滴定强碱强酸滴定强碱用用0.1000 mol.L0.1000 mol.L-1-1 HCl HCl滴定滴定 20.00 mL

11、20.00 mL 0.1000 mol.L 0.1000 mol.L-1-1 NaOH NaOH 。0.1000mol/L HCL0.1000mol/L HCL标液标液 0.1000mol/L 0.1000mol/L的的 NaOHNaOH滴定曲线形状类似强碱滴定强酸,滴定曲线形状类似强碱滴定强酸,pHpH变化相反变化相反滴定突跃范围决定于酸标液浓度及被测碱浓度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,酚酞指示剂的选择:甲基红,酚酞NaOH(0.1000mol/L)HAc(0.1000mol/L , 20.00mL)1滴定过程中滴定过程中pH值的变化值的变化2滴定曲线的形状滴

12、定曲线的形状3影响滴定突跃的因素和指示剂的选择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弱酸被准确滴定的判别式OH- + HA A- + H2OKAHA OHKKKtbaW1反应完全程度不高反应完全程度不高 pH=2.87 例:例:0.1000mol/L NaOH 溶液滴定溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc溶液溶液。1. 滴定开始前,一元弱酸滴定开始前,一元弱酸87. 274. 410101000. 0HaaKc(一)滴定过程中(一)滴定过程中pH值的变化及滴定曲线的形状值的变化及滴定曲线的形状与强酸相比,滴定开始点的与强酸相比,滴定开始点的pH抬高。抬高。

13、Kaca0 10Kw, ca0/Ka 100 开始滴定后,溶液即变为开始滴定后,溶液即变为HAc(ca)-NaAc(cb) 缓冲溶液缓冲溶液; 按缓冲溶液的按缓冲溶液的pH进行计算。进行计算。 加入滴定剂体积加入滴定剂体积 19.98 mL(突跃起点突跃起点)时:时: ca = 0.02 0.1000 / ( 20.00 + 19.98 ) = 5.00 10-5 mol / L cb =19.98 0.1000 / ( 20.00 + 19.98 ) =5.00 10-2 mol / LH+ = Ka ca / cb = 10-4.745.00 10-5/(5.00 10-2) =1.82

14、10-8 溶液溶液 pH=7.74 pH = pKa + lg CaCb3. 3. 化学计量点化学计量点SP 生成生成HAc的共轭碱的共轭碱NaAc(弱碱),浓度为:(弱碱),浓度为: cb = 20.00 0.1000/(20.00+20.00) = 5.00 10-2 mol/L此时溶液呈碱性,需要用此时溶液呈碱性,需要用pKb进行计算进行计算 pKb= 14- pKa = 14-4.74 = 9.26 cAc-KAc- 10Kw, cAc-/KAc- 100 OH- = (cb Kb )1/2 = (5.00 10-2 10-9.26 )1/2 = 5.24 10-6 mol/L 溶液溶

15、液 pOH = 5.28 pH = 14-5.28 = 8.72SP 加入滴定剂体积加入滴定剂体积 20.02 mL OH- = (0.1000 0.02) / (20.00+20.02) =5.0 10-5 mol/L pOH=4.30 pH=14-4.3=9.704.4.化学计量点后化学计量点后构成混合碱,按一元强碱计算构成混合碱,按一元强碱计算0.1000 mol/LNaOH滴定滴定0.1000 mol/LHA (pKa=4.76)11.68A-+OH-1.10022.0010.70A-+OH-1.01020.2010.00A-+OH-1.00220.049.70A-+OH-1.0012

16、0.028.72A-1.00020.007.76HA+A-0.99919.987.46HA+A-0.99819.966.67HA+A-0.9919.805.71HA+A-0.9018.004.76HA+A-0.5010.002.88HA0.000.00H+计算式计算式pH组成组成aNaOHmLH+ KacaH+= Ka HAA-sp后后:OH-=cNaOH(过量过量)OH-= Kbcbsp前前滴定前滴定前sp强碱滴定弱酸滴定曲线强碱滴定弱酸滴定曲线0 1 2pH121086420HA A- A-+OH-突突跃跃9.78.77.74.3HAHClMOMRPP pHSP 7.0, 即:即:SPSP

17、时非中性溶液。时非中性溶液。 NaOH滴定滴定HAc 的突跃范围比的突跃范围比NaOH滴滴HCl小。小。讨论:讨论:0.1000 mol/LNaOH滴定滴定0.1000 mol/LHAc (pKa=4.76)突跃范围增大突跃范围增大1 1个个pHpH单位单位 浓度浓度: 增大增大10倍,倍,突跃增加突跃增加1个个pH单位(上限)单位(上限) Ka:增大增大10倍,倍,突跃增加突跃增加1个个pH单位(下限)单位(下限)强碱滴定弱酸滴定曲线强碱滴定弱酸滴定曲线弱酸准确滴定条件:弱酸准确滴定条件:cKa10-8注:对于注:对于0.1000molL-1 的的HA, Ka10-7才能准确滴定才能准确滴定

18、(二)影响滴定突跃大小的因素(二)影响滴定突跃大小的因素caKa越大,突跃越大越大,突跃越大caKa10-8,无明显突跃,无明显突跃对于对于0.1000molL-1 的的HA, Ka10-7才能准确滴定才能准确滴定(三)指示剂的选择(三)指示剂的选择pH理论理论 pHSP例例1:NaOH滴定滴定HAc pHSP=8.72例例2:HCl滴定滴定NH3溶液溶液 pHSP= 5.28选酚酞选酚酞选甲基红选甲基红HInpKHIn中中性性红红甲甲基基橙橙甲甲基基红红酚酚酞酞3 3. .4 45.27.49.10.1000 mol.L-1 NaOH 滴定同浓度、不同强度的酸滴定同浓度、不同强度的酸pHEt

19、 %pHEt %HCl10-510-610-710-8可行性判断可行性判断Ka KaEt%10-610-710-8pH-0.208.689.5610.25-0.108.939.7010.300.009.359.8510.350.109.7710.0010.400.2010.0210.1410.44滴定突跃滴定突跃(0.1)0.840.300.10滴定突跃滴定突跃(0.2)1.340.580.19目测:目测: pH = 0.2 0.3 2 pH 0.6目测终点准确滴定的可目测终点准确滴定的可行性判断行性判断:cKa 10-815. 585. 800.14pppbwaKKK(四四) 弱酸碱能被弱酸

20、碱能被直接直接准确准确滴定的判别式:滴定的判别式: 1. NaOH滴定滴定HA Ca Ka 10-8 2. HCl滴定滴定B- Cb Kb 10-8例例1 (CH2)6N4 C = 0.10 mol/L Kb=10-8.85解:解:Cb Kb= 10-9.8510-8 不能被酸直接准确滴定不能被酸直接准确滴定例例2 (CH2)6N4 H+ C = 0.10 mol/L pKb= 8.85解:解: Ca Ka= 10-6.15 10-8 能准确滴定能准确滴定例例3 NH4Cl C = 0.10 mol/L pKb= 4.7426. 974. 400.14pppbwaKKK解:解:Cb Kb= 1

21、0-10.2610-8 不能准确滴定不能准确滴定三三. 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸例:例:NaOH滴定滴定H2A 已知:已知:H2A的的 Ka1及及Ka2Ca = Cb =0.10 mol/L2OH-OH2AHAAH判断:判断:2K-K2AHAAHa2a1 若:若:Ca Ka1 10-8 Ca Ka2 10-8说明说明H2A两级的两级的H+都能被准确滴定。都能被准确滴定。 若:若:Ka1 Ka2 H2AH+HA-HA-H+A2-+Ka1Ka21.1.分级滴定:分级滴定:三三. 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸2.2.一次滴定:一次滴定: 若若NaOH将将H2A的第一级的第一级H+滴到滴到

22、SP1时,第二级时,第二级H+还未还未解离,不能与解离,不能与NaOH反应,则称为能将反应,则称为能将H2A的第一级的第一级H+分级滴定分级滴定 判据:判据:Ka1/ Ka2 105 判据:判据:Ka1/ Ka2 105例:例:H2SO4 Ka11; Ka2 = 10-2.00称一次滴定称一次滴定即:不能分级滴定,能一次滴定!即:不能分级滴定,能一次滴定! 2OH-OH2AHAAH对二元酸滴定:对二元酸滴定:判断能否准确滴定,根据:判断能否准确滴定,根据:判断能否准确分步滴定,根据:判断能否准确分步滴定,根据:* * * * * 二元酸二元酸滴定的可行性判断滴定的可行性判断 810aicK51

23、10/aiaiKK?分两级滴定,滴定有两个突跃;有两个化学计量点:分两级滴定,滴定有两个突跃;有两个化学计量点:pHsp1, pHsp2;可选两个指示剂可选两个指示剂。二元酸滴定的可行性判断二元酸滴定的可行性判断* * * * 分级滴定的判据及指示剂选择分级滴定的判据及指示剂选择1. cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5分步滴定至分步滴定至HA-和和 A2-3. cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5可准确滴定至可准确滴定至HA-2. cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5可准确滴定至可准确

24、滴定至A2-4. cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5不能准确滴定不能准确滴定不能分级滴定,能一次滴定,有一个突跃;据不能分级滴定,能一次滴定,有一个突跃;据pHsp2选一个指示剂选一个指示剂。能分一级滴定,有一个突跃;据能分一级滴定,有一个突跃;据pHsp1选一个指示剂选一个指示剂。 不能分级滴定不能分级滴定滴定有两个化学计量滴定有两个化学计量点:点:pHsp1, pHsp2;滴;滴定有两个突跃;突跃定有两个突跃;突跃的大小与的大小与 pK有关。有关。02468101214050100150200250300滴定百分数%pHKa1, Ka210-2, 10

25、-910-2, 10-710-2, 10-5二元酸滴定的可行性判断二元酸滴定的可行性判断用用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定滴定同浓度、不同强度的二元酸。同浓度、不同强度的二元酸。cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5分步滴定至分步滴定至HA-和和 A2-第一突跃小第一突跃小第二突跃大第二突跃大cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10 5可准确滴定至可准确滴定至HA-第一突跃较大第第一突跃较大第二突跃较大二突跃较大第一突跃大第第一突跃大第二突跃小二突跃小cKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10

26、5可准确滴定至可准确滴定至A2- 2OH-OH2AHAAHcKa1 10-8, cKa2 10-8, Ka1 / Ka2 10-8, cKa210-8, Ka1/Ka210Kw, c/Kb1 1002120bbKcK例例2: NaOH滴定滴定 H2A,Ca=Cb=0.10mol/LKa1=10-4.00,Ka2=10-10.00能否分级滴定?能否分级滴定?计算计算pHsp=? 选择指示剂选择指示剂解解 cKa110-8, cKa210-8, Ka1/Ka2105 能分级滴定能分级滴定有一个突跃有一个突跃 SP1: NaOH+H2A=NaHA+H2Osp1生成生成H2A的酸式盐的酸式盐,cHA-

27、 = 1/2 ca=0.050mol/LcKKcKKHawaa121)(K Ka2a2c c 1010K Kw w, c/Ka1 1021aaKKHpHSP1=7.00选选中性红中性红指示剂指示剂 H3PO4 H + H2PO4- H2PO4- H + HPO42- HPO42- H + PO43- 例例3:NaOH(0.1000mol/L) H3PO4 (0.1000mol/L ,20.00mL)(1) (1) 滴定的可行性判断滴定的可行性判断(2) (2) 化学计量点化学计量点pH值的计算和指示剂的选择值的计算和指示剂的选择三三. 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸(1)(1)滴定的可行性判

28、断滴定的可行性判断 Ca Ka1 10-8 且Ka1 / Ka2105 第一级能准确、第一级能准确、 分步滴定分步滴定 Ca Ka2 10-8 且Ka2 / Ka3105 第二级能准确、第二级能准确、 分步滴定分步滴定 Ca Ka310-8 第三级不能被准第三级不能被准确滴定确滴定 NaOH(0.1000mol/L) H3PO4 (0.1000mol/L ,20.00mL)解:解: 故:能分级滴定,有两个突跃。(2)(2)化学计量点化学计量点pH值的计算值的计算SP1时:时: Ka1 cKa110-8且且=105 Ka1 可用可用NaOH滴第一个滴第一个H+ H3PO4 +NaOH=NaH2P

29、O4 +H2O sp1pH=4.70 选选甲基橙甲基橙指示剂指示剂70. 4101211cKcKKHaaasp近似试:sp1生成生成H3PO4的酸式盐的酸式盐H2PO4-,c H2PO4- - = 1/2 ca=0.050mol/L原公式:原公式: 多元弱酸的酸式盐多元弱酸的酸式盐* * * * *两性物质溶液的两性物质溶液的pHpH计算计算cKKcKKHawaa121)(对多元弱酸:仍适用,但要对上式中对多元弱酸:仍适用,但要对上式中K Ka1a1及及K Ka2a2的作变换的作变换二元弱酸二元弱酸即:原式中即:原式中K Ka1 a1 对应对应碱组分的共轭酸的碱组分的共轭酸的K Ka a原式中

30、原式中K Ka2 a2 对应对应酸组分的酸组分的K Ka a Ka2 cKa2=10-8.21 且且 105 可分步滴可分步滴 Ka3NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O sp2因因Ka3小,不能忽略小,不能忽略KW co cHPO42-= =0.033mol/L Ka2cHPO42- 3pH=9.66选选酚酞酚酞指示剂指示剂 c Ka310-8 终点无突跃,无终点无突跃,无sp 66. 910322cKcKKHwaasp)(所以:* * * *NaOH滴滴H3PO4,用不同的指示剂会达到不同的计量点用不同的指示剂会达到不同的计量点根据变色点根据变色点pH选择指选择指示剂示剂 第一

31、变色点第一变色点 pH=4.66 选选甲基橙甲基橙,甲基红甲基红 溴甲酚绿溴甲酚绿+ +甲基橙甲基橙 第二变色点第二变色点 pH=9.94 选选酚酞,百里酚酞酚酞,百里酚酞 酚酞酚酞+ +百里酚酞百里酚酞HCL(0.1000mol/L)NH3H2O(0.1000mol/L,20.00mL)1. 滴定曲线:滴定曲线: 与强碱滴定强酸类似,曲线变化相反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: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)影响因素:被滴定碱的性质,浓度 (2)指示剂选择:)指示剂选择:pH =6.344.30, 选甲基橙,甲

32、基红选甲基橙,甲基红3弱碱能被准确滴定的判别式:弱碱能被准确滴定的判别式: Cb Kb 10-8H3O+ + A- HA + H2O KHAHAKKKtabW1反应完全程度不高0.1molL-1HClNH30.1molL-1pKb=4.750 50 100 150 200% 6.254.305.286.24.43.1pHNaOHNH3突跃处于突跃处于弱酸性弱酸性,选选甲基红甲基红或或甲基橙甲基橙作指示剂作指示剂.强酸滴定弱碱强酸滴定弱碱8.0讨论讨论:对:对 强碱强碱( (酸酸) )滴定一元弱酸滴定一元弱酸( (碱碱) ):(1 1)必须满足)必须满足pH100.0%-pH99.9%0.3,即

33、有即有0.3 pH单位的变化单位的变化(1滴滴0.04mL滴定剂滴定剂),才能区别颜才能区别颜色变化色变化, ,停止滴定;而满足停止滴定;而满足pH0.3的条件是:的条件是:c coKa10-8 Et10-8 可用可用HCl滴滴 (2)等浓度等体积滴等浓度等体积滴A-+H+=HAKWK a=10-9.50Kb(3)pH=5.40 甲基红的甲基红的pHep=5.1 选选MR 40. 5asp10cKH H3PO4 H + H2PO4- H2PO4- H + HPO42- HPO42- H + PO43- 例例3:HCl滴定滴定Na3PO4 ca = cb = 0.1000mol/L(1) (1)

34、 滴定的可行性判断滴定的可行性判断(2) (2) 化学计量点化学计量点pH值的计算和指示剂的选择值的计算和指示剂的选择四四. 强酸滴定弱碱强酸滴定弱碱 Kb1=10-1.3, Kb2=10-6.79, Kb3=10-11.88(1)(1)滴定的可行性判断滴定的可行性判断 Cb Kb1 10-8 且Kb1 / Kb2105 第一级能准确、第一级能准确、 分步滴定分步滴定 Cb Kb2 10-8 且Kb2 / Kb3105 第二级能准确、第二级能准确、 分步滴定分步滴定 Cb Kb310-8 第三级不能被准第三级不能被准确滴定确滴定 解:解: 故:能分级滴定,有两个突跃。例例3:HCl滴定滴定Na

35、3PO4 ca = cb = 0.1000mol/L(2)(2)化学计量点化学计量点pHpH值的计算值的计算 SP1时:时: H+ + PO4 3- = HPO42-pH=4.70 选选甲基橙甲基橙指示剂指示剂66. 9310)(21cKcKKHwaaspsp1生成生成酸式盐酸式盐HPO42- c HPO4 2- = 1/2 cb=0.050mol/LpH=9.66 选酚酞指示剂选酚酞指示剂sp2生成生成酸式盐酸式盐H2PO4- c H2PO4 - = 1/3 cb=0.033mol/L2H+ + PO4 3- = H2PO4- SP2时:时:70. 4210121cKcKKHaaaspCO3

36、2- + H+ HCO3- Kb1= 10-3.75HCO3 - + H+ H2CO3 Kb2= 10-7.621. 滴定可行性的判断滴定可行性的判断2.2.化学计量点化学计量点pHpH值的计算和指示剂的选择值的计算和指示剂的选择例例4:HCl滴定滴定Na2CO3 ca = cb = 0.1000mol/L1. 1. 滴定可行性的判断滴定可行性的判断 Cb Kb1 10-8 且Kb1 / Kb2104 第一级能被准 确、分步滴定 Cb Kb2 10-8 第二级能被准确滴 定例例4:HCl滴定滴定Na2CO3 ca = cb = 0.1000mol/L2. 化学计量点化学计量点pH值的计算和指示

37、剂的选择值的计算和指示剂的选择(1)第一级CO32-被完全滴定后,溶液组成NaHCO3 两性物质37. 82)(21aapKpKpH LmolKCHaa/103 . 104. 0103 . 44719 . 3pH (2)当第二级HCO3-被完全滴定后,溶液组成 CO2 + H2O (H2CO3 饱和溶液,0.04mol/L)例例4:HCl滴定滴定Na2CO3 ca = cb = 0.1000mol/L讨论讨论根据变色点pH选择指示剂第一变色点 pH=8.37 选酚酞酚酞 第二变色点 pH=3.9 选 补:补:HCl滴定滴定Na2CO3 ca = cb = 0.1000mol/L在工业分析中,若

38、:在工业分析中,若: 1.1.允许误差较大;允许误差较大; 2.2.采取降低误差措施,则可达到分级滴定的目的。采取降低误差措施,则可达到分级滴定的目的。具体做法:具体做法: 配制配制0.050mol/L NaHCO3 ,加入加入2d2d酚酞,作为酚酞,作为pHpHsp1sp1的颜色,即作对照物;的颜色,即作对照物; HCl滴定滴定Na2CO3 到对照液的颜色,为滴定终点。到对照液的颜色,为滴定终点。例例1 (书书P162.8 (a) NaOH 滴定:滴定:H2SO4 + H3PO4解解: 因为:因为:H2SO4 : Ka11 Ka2=10-2.00故:故: H2SO4能一次能一次滴定,但不能分

39、级滴定!滴定,但不能分级滴定!H3PO4 五五. .混合酸溶液的滴定混合酸溶液的滴定1.1.强酸与弱酸混合强酸与弱酸混合注意:凡是判断是否可分级滴定,假定分析浓度均为注意:凡是判断是否可分级滴定,假定分析浓度均为0.10mol/L Ka1=10-2.12, Ka2=10-7.21, Ka3=10-12.7故:故: 能分两级滴定!能分两级滴定! 有两个突跃有两个突跃1)(1)(24342POHaSOHaKK 即:首先H3PO4第一级和H2SO4第二级解离的H+同时能被滴定。 第一化学计量点:第一化学计量点:例例1 (书书P162.8 (a) NaOH 滴定:滴定:H2SO4 + H3PO4续上页

40、:续上页:H2SO4H3PO42OH-OH-H2OH2O+H2PO4-SO42-第二化学计量点第二化学计量点:OH-H2O+H2PO4-HPO42-故:故: 有两个突跃,两个有两个突跃,两个SP !SP ! 注:H3PO4第三级H+不干扰滴定。 滴定意义:滴定意义: 计算混酸组分含量计算混酸组分含量 !例例2 (书书P162.8 (b) NaOH 滴定:滴定:HCl + H3BO3解解: 因为:因为:HCl : Ka1 能滴定能滴定H3PO4 五五. .混合酸溶液的滴定混合酸溶液的滴定1.1.强酸与弱酸混合强酸与弱酸混合 Ka=5.8 10-10 不能滴定不能滴定 故:故: 能分两级滴定!能分

41、两级滴定! 有一个突跃有一个突跃51033BOHHClKK 即:求0.050mol/L H3BO3的pH值求求pHpHSPSP= ? = ? 解:解: ,10waaKCKH+ Kaca2. 两种弱酸的混合滴定不干扰,一个突跃可分别滴定,二个突跃,不干扰滴定HBKCKCbKCKCaKCKCHBHANaOHHBaHBHAaHAHBaHBHAaHAHBaHBHAaHA,10,10.,10,10.10).1 ()(8,8,8,8,5,,不能准确滴定。,滴定完,形成一个突跃,混酸一次被,干扰8HB, aHB8HA, aHA8HB, aHB8HA, aHA5HB, aHBHA, aHA10KC10KC.

42、b10KC10KC. a,10KCKC)2(例:例:NaOH 滴定滴定HA 和和HB中的中的HA弱酸弱酸2.2.两种弱酸混合两种弱酸混合-pH计算计算 CHAK a, HA 10-8, K a, HA / K a, HB 105能分级滴定;能分级滴定;体系:体系:A A- -HB ,HB ,为两性物质为两性物质 CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8, CHAK a, HA / CHB K a, HB 105 当当 CHA = CHB, 且都较大且都较大 CHBK a, HB 10-8, 1 1个突跃个突跃 当当 CHA CHB能分级滴定;能分级滴定;1 1个突跃个突

43、跃)(21HBHApKpKpH体系:体系:A A- -HB ,HB ,为两性物质为两性物质例:用例:用NaOH 滴定滴定NH3OHCl-NH4Cl中的中的NH3OHCl2.2.两种弱酸混合两种弱酸混合-pH计算计算问:问: 能否分级滴定?能否分级滴定? CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8, K a, HA / K a, HB 103.33CHA = CHB = 0.10 mol/L 已知:已知:pKHA=5.96, pKHB=9.29不能分级滴定不能分级滴定解:解: HBHA NH3OHClNH4Cl 在在滴定滴定NH3OHCl 至至sp时,有百分之几的时,有百分

44、之几的NH4-参与了反应?参与了反应? 判断:判断:例:用例:用NaOH 滴定滴定NH3OHCl-NH4Cl中的中的NH3OHCl2.2.两种弱酸混合两种弱酸混合-pH计算计算即:即:在滴定在滴定HA到到sp时,可计算出时,可计算出NH3的量,说明的量,说明NH4Cl也参与了反应,所以不能分级滴定也参与了反应,所以不能分级滴定 !解:解: 在在滴定滴定NH3OHCl 至至sp时,有百分之几的时,有百分之几的NH4-参与了反应?参与了反应?61. 7)(21HBHApKpKpH%2 . 210101010H65. 161. 729. 929. 9NH3aaKK 归纳总结:归纳总结:对任何酸碱首先

45、要满足准确滴定的条件对任何酸碱首先要满足准确滴定的条件 (1)若若 cKa110-8, cKa210-8 , Ka1/Ka210-8, cKa210-8, Ka1/Ka2105此二元酸可分步滴定,此二元酸可分步滴定,2个个sp(3)若若 cKa110-8, cKa2105此二元酸只滴一个此二元酸只滴一个H+,1个个sp(4)若若 cKa110-8, cKa210-8, Ka1/Ka20Et0 若若epep在在spsp之前,之前,EtEt0 0二二. 强碱滴定一元弱酸强碱滴定一元弱酸例:例:NaOH 滴定滴定HA (Ka已知)已知)%1001010spHAwapHpHtKKCE pH = pHe

46、p - pHspspaaspHAspHAlVVcVncaspHAlabcccc21,时当例例1(1(书书164.9)164.9):用:用NaOH滴定滴定HAc, ca=cb=0.10molL1 , ,pHep=8.00 求求E Et t=?=?解:解:-%05. 0%10010/10050. 0101000.1474. 472. 072. 0tE pH = pHep pHsp=8.00-8.72=-0.72LmolccaspAc/050. 021二二. 强碱滴定一元弱酸强碱滴定一元弱酸OH- + HAc Ac- + H2O26. 910HAcwAcKKKcAc-KAC-10KwcAc-/KAc

47、- 100 LmolKCOHAcAc/1028. 5pHsp=8.72即:结果偏低,未到终点即:结果偏低,未到终点强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸H3A的第一终点的第一终点(sp1):终点误差公式一:终点误差公式一:%100101021aapHpHtKKE在第二终点在第二终点(sp2):终点误差公式二:终点误差公式二:%10021010222waspAHpHpHtKKcE三三. 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸NaOH滴定滴定0.1molL-1H3PO4%82. 0%100101021aapHpHtKKE三三. 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸例(书例(书164页页20题):题):NaOH滴定

48、滴定H3PO4,ca=cb=0.10molL1 , 滴定至滴定至sp1, pHep1 pHsp1=0.5, 求求Et=?解:解:终点误差公式及其应用终点误差公式及其应用强酸强酸弱酸弱酸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KaEt5-8 5-8 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用一一. . 混合碱的测定混合碱的测定CO2-3H+H+HCO-3CO2H2O+pH1=8.32pH2=3.89酚酞甲基橙例:烧碱中

49、NaOH、Na2CO3含量的测定H+OH-H2OOHCONaClHClCONaOHNaClHClNaOH2232222NaOHHClcaCO2 + H2O + NaClNa2CO3MO例:烧碱中NaOH、Na2CO3含量的测定(一)(一)BaCl2 法法 准确称取准确称取一定量试样,将其一定量试样,将其溶解溶解于已除去了二氧化于已除去了二氧化碳的碳的 蒸馏水中,蒸馏水中,稀释稀释到指定体积,到指定体积,分成等量两份分成等量两份进进行行滴定滴定。第一份第一份反应:反应:3221CONaNaOHannVcOHNaClHClNaOH2NaOHanVc2NaOHHClcaNa2CO3BaCl2BaCO

50、3NaOHBaCO3NaCl + H2OV2酚酞例:烧碱中NaOH、Na2CO3含量的测定(一)(一)BaCl2 法法第二份第二份反应:反应:)(21)(21212132VVcVcVcnaaaCONa(一)(一)BaCl2 法法%100%1002sNaOHHClsNaOHNaOHmMVcmmw%1003232322121sCONaHClsCONaCONamMVVcmmw例:烧碱中NaOH、Na2CO3含量的测定 (1)以以MO为指示剂测总碱为指示剂测总碱 (2) BaCl2 + Na2CO3BaCO32NaCl 以以酚酞酚酞为指示剂测为指示剂测NaOH注意:由于混合碱中含杂质,故不能认为注意:

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