定終點(diǎn)與指示劑的選擇

1、定終點(diǎn)與指示劑的選擇作者：河北省宣化縣第一中學(xué)欒春武2011-9-12 3:02:51來源：畢業(yè)論文網(wǎng)酸堿中和滴定的關(guān)鍵：一要準(zhǔn)確測(cè)定出參加中和反應(yīng)的酸、堿溶液的體積；二要準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全反應(yīng)。酸堿指示劑可在中和反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)顏色變化，因此終點(diǎn)判斷須選擇合適指示劑。酸堿恰好完全中和的時(shí)刻叫滴定終點(diǎn)，為準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)，須選用變色明顯，變色范圍的pH與恰好中和時(shí)的pH吻合的酸堿指示劑。指示劑的變色范圍越窄越好，pH稍有變化，指示劑就能改變顏色。石蕊溶液由于變色范圍較寬，且在滴定終點(diǎn)時(shí)顏色的變化不易觀察，所以在中和滴定中不采用。酚酞和甲基橙是中和滴定時(shí)常用的指示劑，其變色范圍分別是：甲

2、基橙的pH在3.14.4之間，酚酞的pH在8.210.0之間。如用0.1000 mol/L的NaOH溶液去滴定20.00 mL 0.1000 mol/L 的鹽酸溶液，理論上應(yīng)用去NaOH溶液20.00 mL，這時(shí)溶液的pH7。但如果用酚酞作指示劑，在它所指示的滴定終點(diǎn)時(shí)，pH7，而是在8.210.0之間。實(shí)際計(jì)算表明，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點(diǎn)時(shí)，溶液的pH并不一定等于7，而是存在誤差的。這是由指示劑的變色范圍所導(dǎo)致的，所造成的誤差是在許可范圍之內(nèi)，可以忽略不計(jì)。溶液顏色的變化由淺到深容易觀察，而由深變淺不易觀察。強(qiáng)酸強(qiáng)堿之間的互滴，盡管甲基橙或酚酞都可以選用。但為了減小誤差，應(yīng)選擇在滴定終點(diǎn)時(shí)使溶液顏色由

3、淺變深的指示劑。如強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿時(shí)，甲基橙加在堿里，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色由黃色變橙色，易于觀察，故選擇甲基橙。用強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸時(shí)，酚酞加在酸中，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色由無色變淺紅色，易于觀察，故選擇酚酞。若酸與堿中有一方是弱的，則要根據(jù)中和后所得的鹽溶液的pH來確定選擇哪一種指示劑。一般說來：強(qiáng)酸中和弱堿時(shí)，選擇甲基橙（變色范圍pH在3.14.4之間，生成的強(qiáng)酸弱堿鹽顯酸性）；強(qiáng)堿中和弱酸時(shí)，選擇酚酞（變色范圍pH在8.210.0之間，生成的強(qiáng)堿弱酸鹽顯堿性）。一、選擇指示劑【例題1】已知常溫、常壓下，飽和CO2的水溶液的pH3.9，則可推斷用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定碳酸氫鈉水溶液時(shí)，適宜選擇的指示

4、劑及滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化的情況是（ ）。A. 石蕊，由藍(lán)變紅 B. 甲基橙，由橙變黃C. 酚酞，紅色褪去 D. 甲基橙，由黃變橙解析：標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定碳酸氫鈉水溶液時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)是：NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2+ H2O，滴定終點(diǎn)時(shí)pH3.9，因此滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顯酸性，指示劑選用甲基橙（3.14.4），滴定終點(diǎn)時(shí)溶液pH降低到3.9，顏色由黃變橙。答案：D【例題2】（08年全國(guó)理綜）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3種酸堿指示劑，其pH變色范圍如下：用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時(shí)，下列敘述中正確的是A. 溶液呈中性，可選用甲基橙或酚酞作指

5、示劑B. 溶液呈中性，只能選用石蕊作指示劑C. 溶液呈堿性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑D. 溶液呈堿性，只能選用酚酞作指示劑解析：0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時(shí)，生成CH3COONa是強(qiáng)堿弱酸鹽，因發(fā)生水解而使溶液顯堿性，故選擇酚酞作指示劑誤差最小。若選用甲基橙，在甲基橙的變色范圍內(nèi)，NaOH的量不足，導(dǎo)致測(cè)定出的CH3COOH濃度偏小。石蕊變色范圍太寬，誤差大，且顏色變化不明顯，不能作酸堿中和反應(yīng)的指示劑。因此，應(yīng)選用酚酞作指示劑。答案：D點(diǎn)撥：酸中中和滴定的要點(diǎn)是準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)，關(guān)鍵是根據(jù)滴定過程中的pH變化及酸堿指示劑在酸性或堿性

6、溶液中的顏色變化，選擇合適的指示劑。在實(shí)驗(yàn)室里一般選用酚酞或甲基橙作指示劑，石蕊由于顏色變化不明顯，因此滴定時(shí)不宜使用。指示劑的變色范圍與酸堿中和后的溶液的pH越接近越好，且變色要明顯，通常情況下，酸滴定堿，選擇甲基橙；堿滴定酸選擇酚酞。如果酸堿有一方是弱的，酸堿恰好中和時(shí)，所得溶液不一定顯中性，則應(yīng)根據(jù)中和所得鹽溶液的pH來確定選用上述哪種指示劑，若恰好中和時(shí)溶液顯酸性，應(yīng)選擇在酸性范圍內(nèi)變色的指示劑甲基橙，若恰好中和時(shí)溶液顯堿性，應(yīng)選擇在堿性范圍內(nèi)變色的指示劑酚酞。二、描述滴定終點(diǎn)【例題3】下列各項(xiàng)錯(cuò)誤的酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)中，屬于終點(diǎn)現(xiàn)象判斷不正確的是錐形瓶滴定管指示劑滴定管類型滴定終點(diǎn)標(biāo)志

7、ANaOH溶液鹽酸酚酞酸式滴定管紅色變成無色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化B鹽酸NaOH溶液甲基橙酸式滴定管紅色變成橙色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化C鹽酸氨水甲基橙酸式滴定管紅色變成橙色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化DNaOH溶液醋酸溶液紫色石蕊堿式滴定管藍(lán)色變成紫色色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化解析：A項(xiàng)，滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是紅色剛好變成無色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化。因?yàn)槿绻渭欲}酸過量，溶液仍然是無色，因此A項(xiàng)屬于終點(diǎn)現(xiàn)象描述錯(cuò)誤；B項(xiàng)、C項(xiàng)應(yīng)用堿式滴定管，屬于儀器選擇錯(cuò)誤；D項(xiàng)，指示劑、滴定管選擇度錯(cuò)誤。答案：A三、選擇指示劑測(cè)定樣品中一種成分【例題4】用酸堿中和滴定法測(cè)定氫氧化鈉的混合液中氫氧化鈉的含量時(shí)，

8、可先在混合液中加入過量的氯化鋇，使CO32全部轉(zhuǎn)變成碳酸鋇沉淀，然后，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定。（1）用酚酞作指示劑，向混有碳酸鋇的氫氧化鈉混合物中滴加鹽酸，不會(huì)使碳酸鋇沉淀溶解而能測(cè)定氫氧化鈉的含量，理由是_。（2）若改用甲基橙作指示劑，則對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是_（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。解析：在碳酸鋇和氫氧化鈉的混合物中，滴加鹽酸，氫氧化鈉與先鹽酸反應(yīng)。用酚酞指示滴加鹽酸到弱堿性，而碳酸鋇無法與鹽酸反應(yīng)，用甲基橙指示滴加鹽酸到酸性，碳酸鋇將與鹽酸反應(yīng)。答案：（1）酚酞在弱堿性條件下變色（pH：8.210.0），所以用酚酞作指示劑，滴加鹽酸到弱堿性，鹽酸只與氫氧化鈉反應(yīng)，不與碳酸鋇反應(yīng)。 （2

9、）偏高【例題5】用中和滴定的方法測(cè)定NaOH和Na2CO3混合溶液中NaOH的含量時(shí)，可先在混合液中滴加過量的BaCl2溶液，使Na2CO3完全變成BaCO3沉淀，然后用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定（用酚酞作指示劑）。（1）向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入鹽酸，_（填“會(huì)”或“不會(huì)”）使BaCO3溶解而影響測(cè)定NaOH的海量，理由是_。（2）滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色由_變?yōu)開。（3）滴定時(shí)，若滴定管中的滴定液一直下降到活塞處才達(dá)到滴定終點(diǎn)，_（填“能”或“不能”）由此得出準(zhǔn)確的滴定結(jié)果。（4）_（填“能”或“不能”）改用甲基橙作指示劑。若使用甲基橙作指示劑，則測(cè)定結(jié)果_（填“偏高”、“偏低”或“正確”）。

10、答案：（1）不會(huì) 當(dāng)酚酞?jiǎng)傋兩珪r(shí)，鹽酸只與氫氧化鈉作用，不與碳酸鋇反應(yīng) （2）淺紅色 無色（3）不能 （4）不能 偏高 【例題3】取體積均為25 mL濃度均為0.10 mol/L的兩份 NaOH溶液，把其中一份放在空氣中，一段時(shí)間后溶液的pH_（填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是_。用已知濃度的硫酸溶液中和上述兩份溶液，若中和第一份（在空氣中放置一段時(shí)間）所消耗硫酸溶液的體積為VA，另一份消耗硫酸溶液的體積為VB，則：（1）以甲基橙為指示劑時(shí)，VA與VB的關(guān)系是_。（2）以酚酞為指示劑時(shí)，VA與VB的關(guān)系是_。解析：NaOH溶液置于空氣中，因NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)，使NaOH的濃

11、度減小，因此溶液的pH減小。用硫酸滴定Na2CO3溶液，反應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行：H+ + CO32 HCO3（此時(shí)溶液顯弱堿性）；H+ + HCO3 H2O + CO2（此時(shí)溶液顯弱酸性）。滴定過程按哪種反應(yīng)進(jìn)行，取決于選擇的指示劑。因此（1）以甲基橙為指示劑時(shí)，因其變色范圍pH在3.14.4之間，由2NaOH Na2CO3 CO2 H2SO4可知，消耗的H2SO4的量不變，因此有VAVB；（2）以酚酞為指示劑時(shí)，酚酞的變色范圍pH在8.210.0之間，滴定按進(jìn)行，消耗的硫酸的量減少，因此有VAVB。答案：pH減小 原因見解析 （1）VAVB （2）VAVB【例題4】雙指示劑法可用來測(cè)定由NaOH

12、、NaHCO3、Na2CO3中的一種或幾種物質(zhì)組成的混合物的含量，具體做法是：向待測(cè)液中加入酚酞，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)紅色退去時(shí)，NaOH完全被中和，且Na2CO3完全轉(zhuǎn)化為NaHCO3，這時(shí)消耗V1 mL鹽酸，然后再向待液中加入甲基橙，再繼續(xù)滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，當(dāng)溶液由黃變橙時(shí)，NaHCO3被轉(zhuǎn)化為NaCl，這時(shí)消耗V2 mL鹽酸。（1） 判斷物質(zhì)的組成，用NaOH、NaHCO3、Na2CO3填寫下表的空格：V1、V2的變化V10V20V10V20V1V20V1V20V2V10式 樣成 分（2）若鹽酸濃度為0.5 mol/L，含惰性雜質(zhì)的混合物重1.20 g，V1為30.00 mL ，V2為

13、5.00 mL，求各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：（1）用酚酞作指示劑時(shí)，發(fā)生下面兩個(gè)反應(yīng)：Na2CO3 +HCl NaHCO3 + NaCl；NaOH + HCl NaCl + H2O 用甲基橙作指示劑時(shí)反應(yīng)為：NaHCO3 +HCl NaCl + H2O + CO2 此外溶液中NaOH和NaHCO3不能共存，因?yàn)檫€要發(fā)生如下反應(yīng)：NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O，原混合物可分為以下五種情況來討論：若只含NaOH，則V10，V20；若只含NaHCO3，則V10，V20；若只含Na2CO3，則V1V20；若含NaOH和Na2CO3，則V1V20；若含Na2CO3和NaHCO3，則V

14、2V10。由此可知，題中各情況下式樣的成分為：NaOH；NaHCO3；Na2CO3；含NaOH和Na2CO3；含Na2CO3和NaHCO3。（2）由于V1V20，故該試樣是由NaOH和Na2CO3以及惰性雜質(zhì)組成。設(shè)NaOH含量為xNa2CO3 HCl NaHCO3 HCl 1 1 1 15 mL 5 mLNaOH HCl 1 1x (305)1030.5 mol解得x 0.0125 mol，故m(NaOH) 0.012540 g 0.5 gn(Na2CO3) n(HCl) 51030.5 mol 0.0025 molm(Na2CO3) 0.0025 mol106 g/mol 0.265 gw(NaOH) 100 41.67w(Na2CO3) 100 22.1其它雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：141.6722.1 36.23答案：見解析。點(diǎn)撥：為了測(cè)定某混合物的組成，可根據(jù)混合物中各成分的性質(zhì)，依據(jù)反應(yīng)中特定的定量關(guān)系，以及反應(yīng)過程中溶液的 變化，采用兩種不同的指示劑來進(jìn)行滴