實驗六磷酸的電位滴定

1、最新資料推薦15實驗六磷酸的電位滴定應(yīng)化1101夏海琴 2014.11.13、實驗?zāi)康?. 掌握酸度計測量溶液pH和雷磁ZDJ-4A自動電位滴定儀的操作要點。2. 了解電位滴定法的基本原理。3. 學(xué)習(xí)使用Excel或Origin軟件處理NaOH滴定磷酸的數(shù)據(jù)和繪圖。更直 觀地觀察滴定曲線中的兩個突躍，學(xué)會計算相應(yīng)的兩級解離常數(shù)。4. 掌握用三切線法及一級、二級微商來處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果。二、實驗原理電位滴定法是根據(jù)滴定過程中，指示電極的電位或pH產(chǎn)生“突變”，從而確定滴定終點的一種分析方法。在以NaOH滴定H3PO4時，將飽和甘汞電極及玻璃電極插入待測溶液中， 使之組成原電池：Ag |

2、AgCI，HCI (0.1 mol/L) | 玻璃膜 | 被測試液 | KCI ( 3.5 mol/L)，HgCh | HgV*H+ 鹽橋Y玻璃電極V甘汞電極被測試液由于玻璃薄膜上的陽離子能與溶液中的H +產(chǎn)生離子交換而產(chǎn)生電勢，因而稱玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，當(dāng)NaOH溶液不斷滴入試液中，溶液的活度隨著改變，電池的電勢也不斷變化，可用能斯特(Nernst)公式表示為電池E 電池=丘-0.059Vlg a+ 或 E 電池=丘+ 0.059V pH 此處AE = E (HgCl2/Hg) - E AgCl/Ag)。NaOH滴定以滴定體積VNaOH為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的溶液的pH為縱坐標(biāo)，

3、繪制 H3PO4的滴定曲線，曲線上呈現(xiàn)出兩個滴定突躍，以“三切 線法”作圖，可以較準(zhǔn)確地確定兩個突躍范圍內(nèi)各自的滴定 終點，即在滴定曲線兩端平坦轉(zhuǎn)折處作 AB及CD兩條切線， 在“突躍部分”作EF切線與AB、CD兩線相交于Q，P兩 點，在P、Q兩點作PG, QH兩條線平行于橫坐標(biāo)。然后在 此兩條線之間作垂直線，在垂線一半的 J點處，作JJ線平行 于橫坐標(biāo)，J點稱為拐點，即為滴定終點。此 J點投影于pH 與V坐標(biāo)上分別得到滴定終點時的pH和滴定劑的體積圖8-1 三切線法作圖如要求更準(zhǔn)確的確定滴定終點，可用一級微商法(dpH/dV-V)和二級微商法(d2pH/dV-V)。表8-1為數(shù)據(jù)處理示例。如

4、用三切線法求得第一個終點時，Vep 1=19.00 mL,用一級微商求得 Vepi= 19.50 mL，用二級微商求得 Vepi = 19.46 mL。 結(jié)果略有差異，用二級微商法處理準(zhǔn)確度較高。1. 一級微商計算示例當(dāng)?shù)稳?NaOH 18.80 mL 到 19.00 mL 時，dpH巾-業(yè)上込竺1 = 0.45V2 -Vi、19.0018.80表8-1 H 3PO4電位滴定數(shù)據(jù)記錄和處理示例加入NaOH溶液體積溶液pH pH/AV2pH/ AV2V/mLV平均值/mL11111118.80 3.51 18.90 0.4519.00 3.60 2.2519.10 0.9019.20 3.78

5、6.019.30 2.1019.40 4.20 3.019.50 2.7019.60 4.70 4 519.70 1.8019.80 5.10 19.90 0.9020.00 5.28 111111V平均值為橫坐標(biāo)作圖，得圖8-2(b)。0.45對應(yīng)的體積V平均值=(V2 + V1)/2 = 18.90 mL ,其余各點按相同方法計算 得到表8-1。以pH/AV為縱坐標(biāo)，18.90 mL的一級微商后，再求出19.00mL的2.二級微商法示例 先按上述方法求得19.10 mL和二級微商。d2p H/d宀斗八-(A pH MV)18.90=0上0孕 2.250.2此即為19.00mL對應(yīng)的值。以d

6、2pH/dV2為縱坐標(biāo)，對應(yīng)的V為橫坐標(biāo)描點作圖，得到圖8-2(c)。顯然,當(dāng)ApH/人/2 = 0時，二級微商由正值變化到負(fù)值，此點即為滴定終點。用電位法繪制滴定曲線，不僅可以確定滴定終點，還能求算H3PO4的Ka1和Ka2。從pH-V滴定曲線上找出滴定到第一個終點所用 NaOH滴定劑體積一半時對 應(yīng)的 pH，此時H 3PO4 H 2PO4，由 Ka1 H +H 2PO4-/H 3PO4計算得到 Ka1=H +，即PKa1=pH。由于磷酸的Ka1較大，用上述最簡式計算誤差大，最好 采用下列公式計算。pHOH+ = Ka1H3PO4H?OH-(1)H2 POH h1-OHT由于H+ OH -，

7、上式可簡化為H+ = Ka1H3P O4-H：H2 por+ih!0(b)2)8-2一級和二級微商同理可得到H3PO4的Ka2,但應(yīng)根據(jù)第二個滴定終點所用 的NaOH體積一半時對應(yīng)的pH求算。此時pH粗略地估算約 等于PK2。較精確計算時，應(yīng)將(2)式略作改變。即H+ = K H2 PO4+h+H = Ka2 HPO汁H本實驗要求用 0.1 mol L-1 NaOH 滴定 0.1 mol -L-1 H3PO4, 繪制出pH-V滴定曲線。由此滴定曲線上用三切線或一級微商 法準(zhǔn)確求出PHeP1和pHep2； Ka1及Ka2。其數(shù)據(jù)處理方法可以 用手工法，也可以用計算機(jī)法。處理H3PO4電位滴定數(shù)據(jù)

8、的計算機(jī)程序介紹見附錄。三、儀器與試劑法處理滴定曲線(1) PHS-3C型酸度計及配套電極，雷磁ZDJ-4A自動電位滴定儀及配套電極。(2) 電磁攪拌器。(3) NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mol - L-1配制和標(biāo)定見：靳素榮，王志花.分析化學(xué)實驗M.武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2010年第45頁。H3PO4 0.1 mol L-1溶液量取7.00 mL原裝H3PO4加水稀釋至1 L ,0.025 mol L-1 KH2PO4 與 0.025 mol - L-1 Na2HPO4 的充分搖勻，存放在試劑瓶中。(5) 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液2 g L-1。2 g L-1乙醇溶液?；旌先芤?，pH為6.864。(6

9、) 甲基橙指示劑(7) 酚酞指示劑四、實驗步驟1. 連接電位滴定裝置2. 熟悉PHS-3C型酸度計的正確使用方法及電極的安裝、儀器的校正和定位 及測量pH等主要操作。3. 測量H3PO4試液的pH吸取 20.00 mL （或 25.00 mL） 0.1 mol -L1 H3PO4溶液放入 150 mL（或 200 mL） 燒杯中，插入電極，如電極未被浸沒，可適當(dāng)加入一些蒸餾水至電極能被浸沒。裝電極時，注竟不要碰撞。按操作要領(lǐng)和步驟測量0.1 mol - L-1 H3PO4試液的pH 04. 磷酸的電位滴定開動電磁攪拌器，用NaOH其后每加入2 mL NaOH溶將0.1 mol - L-1 Na

10、OH標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入堿式滴定管，攪拌磁子放入被測試液中， 為了更好地觀察終點，同時加入甲基橙和酚酞指示劑。標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，開始時可一次滴入 5 mL，測量pH。液測量相應(yīng)的pH。滴定至pH=3后，每隔0.1 mL或0.2 mL測量。特別是突躍部 分要多測幾個點（可借助甲基橙指示劑的變色來判斷第一個計量點）。然后用0.lmol - L-1 NaOH溶液繼續(xù)滴定，方式與第一計量點相同，當(dāng)被測試液中出現(xiàn)微紅 色時（或滴至pH=7.5后），每次滴入NaOH的體積要少，直至出現(xiàn)第二次突躍， 測量至pH約為11.5時可停止滴定。實驗完畢，取下甘汞電極，用水吹洗，并用濾紙吸干后歸還原處保存。玻璃電極仍浸泡在盛有蒸

11、餾水的燒杯中。五、實驗數(shù)據(jù)及處理加入NaOH溶液體積溶液pH pHW2pH/ V2V/mLV平均值/mL0.001.632.500.055.001.870.006.500.058.002.010.009.500.0511.002.160.0013.000.0615.002.410.0016.000.0817.002.560.0118.000.0919.002.740.0120.000.1221.002.980.0821.050.2021.103.001.0021.150.3021.203.03-1.0021.250.2021.303.050.0021.350.2021.403.07-0.332

12、1.500.1521.603.100.3321.650.2021.703.120.3321.800.2521.903.17-0.3321.950.2022.003.190.0022.050.2022.103.212.0022.150.4022.203.25-2.0022.250.2022.303.270.3322.400.2522.503.322.3322.550.6022.603.38-2.0022.650.4022.703.42-1.0022.800.2522.903.471.0022.950.4023.003.510.6723.100.5023.203.612.0023.250.8023

13、.303.69-1.0023.350.7023.403.761.0023.450.8023.503.846.0023.551.4023.603.98-0.3323.701.3523.804.253.7523.902.1024.004.67-2.0024.151.6024.305.15-3.2024.400.8024.505.31-0.7524.600.6524.705.44-0.2524.800.6024.905.56-1.5025.000.3025.105.620.5025.200.4025.305.70-1.0025.400.2025.505.740.5025.600.3025.705.8

14、0-0.1325.850.2726.005.88-0.2726.100.2026.205.920.0026.300.2026.405.960.0026.500.2026.606.00-0.2526.700.1526.806.030.0026.900.1527.006.060.0027.100.1527.206.090.0027.300.1527.406.12-0.2527.500.1027.606.140.0827.800.1328.006.190.0328.250.1428.506.26-0.0428.750.1229.006.32-0.0429.250.1029.506.37-0.0429

15、.750.0830.006.410.0430.250.1030.506.46-0.0430.750.0831.006.500.0031.250.0831.506.540.0031.750.0832.006.58-0.0132.500.0733.006.650.0033.500.0734.006.720.0134.500.0835.006.800.0035.500.0836.006.88-0.0136.500.0737.006.950.0037.500.0738.007.020.0138.500.0839.007.10-0.0239.500.0640.007.160.0340.500.0941.

16、007.25-0.0141.500.0842.007.330.0243.000.1144.007.540.0344.500.1545.007.690.0445.500.1946.007.880.1146.500.3047.008.180.5847.500.8848.009.060.2948.501.1749.0010.23-0.7849.500.3950.0010.62-0.1650.500.2351.0010.85-0.0951.500.1452.0010.99-0.0352.500.1153.0011.10-0.0153.500.1054.0011.20-0.0254.500.0855.0011.28-0.0255.500.0656.0011.340.0156.500.0757.0011.41-0.0257.500.0558.0011.460.0058.500.0559.0011.510.0059.500.0560.0011.56-0.0161.000.0462.0011.640.0063.000.0464.0011.720.0065.000.0366.0011.790.0067.000.0368.0011.850.0069.000.0370.0011.910.0070.500.0371.0011.94-0.0172.000.0273.0011.980.0273.250.0