分析化學(xué)酸堿平衡和酸堿滴定法市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第二章 酸堿平衡和酸堿滴定法2.7 酸堿滴定基本原理（重點(diǎn)） 2.7.1 用強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸 2.7.2 用強(qiáng)堿滴定一元弱酸 2.7.3 多元酸和混合酸滴定（難點(diǎn)）2.8 終點(diǎn)誤差 2.8.1 強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸 2.8.2 強(qiáng)堿滴定一元弱酸1第1頁第1頁 2.8.3 強(qiáng)堿滴定多元弱酸2.9 酸堿滴定法應(yīng)用 2.9.1 混合堿測定 2.9.2 極弱酸堿測定（自學(xué)） 2.9.3 銨鹽中氮測定 2.9.4 酸堿滴定法測定磷（自學(xué)） 2.9.5 氟硅酸鉀法測定硅（自學(xué)） 2.9.3 凱氏定氮法2第2頁第2頁2.7酸堿滴定基本原理 酸堿滴定是以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)滴定分析辦法。作為原則物質(zhì)滴定劑應(yīng)選取強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，如H

2、Cl,NaOH等。在酸堿滴定中，溶液pH怎樣伴隨標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)滴入而改變，怎樣選擇指示劑確定滴定終點(diǎn)，從而取得盡也許準(zhǔn)確測定結(jié)果，是至關(guān)主要。依據(jù)酸堿平衡原理，通過計(jì)算，以溶液pH值和滴定濟(jì)量為橫、縱坐標(biāo)繪制滴定曲線，它能展示過程中pH改變規(guī)律。3第3頁第3頁2.7.1強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸以0.1000mol/L NaOH滴定 20.00mL 0.1000mol/L HCl為例(1) 滴定前 溶液pH值完全取決于HCl pH=1.00 (2) 計(jì)量點(diǎn)前VHClVNaOH溶液pH值取決于剩余HCl濃度 H+=CHCl當(dāng)V(NaOH)=19.98ml(誤差-0.1%)4第4頁第4頁 pH=4.305第5頁第5頁

3、(3) 計(jì)量點(diǎn)時(shí)， VHCl=VNaOH 此時(shí)溶液H+主要來自水離解pH=7.006第6頁第6頁(4) 計(jì)量點(diǎn)后VHClVNaOH溶液pH決定于過量NaOH濃度。當(dāng)VNaOH=20.02ml(誤差+0.1%) pOH=4.30 pH=9.707第7頁第7頁C (mol.L-1) 1.00.100.0100.0010酸緩沖區(qū)突躍區(qū)堿緩沖區(qū)甲基紅化學(xué)計(jì)量點(diǎn)滴定突躍-0.1%+0.1%酚酞甲基橙8第8頁第8頁C (mol.L-1)滴定突躍1.0003.30 10.700.10004.30 9.700.010005.30 8.70在用NaOH滴定HCl溶液時(shí)，盡管酚酞、甲基紅變色范圍都在突躍范圍之內(nèi)，

4、但普通選取酚酞，由無色變?yōu)榉奂t色，而不選取甲基紅（由紅色變橙黃色）；當(dāng)用HCl滴定NaOH時(shí)，則普通選取甲基紅或甲基橙，由黃色變橙色。9第9頁第9頁 滴定突躍：在0.1%誤差范圍內(nèi)，溶液pH值突變，稱為滴定突躍。 滴定突躍作用：它是批示劑選擇主要依據(jù)，但凡批示劑變色區(qū)間所有或部分在滴定突躍區(qū)間內(nèi)都可用以批示終點(diǎn)。 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定突躍范圍影響原由于： 酸堿濃度愈大，滴定突躍區(qū)間愈大。 溶液濃度愈稀時(shí)，滴定突躍區(qū)間愈小10第10頁第10頁比如，0.01000mol/LNaOH滴定0.01000mol/LHCl，在誤差 0.1% 時(shí)pH=5.30在誤差+0.1%時(shí)pOH=5.30， pH=8.70滴

5、定突躍范圍為pH=5.308.7011第11頁第11頁2.7.2強(qiáng)堿滴定一元弱酸以0.1000 mol/L NaOH滴定20.00ml 0.1000 mol/L HAc為例1. 滴定前VNaOH=012第12頁第12頁2. 計(jì)量點(diǎn)前未反應(yīng)HAc與反應(yīng)生成NaAc形成緩沖體系，13第13頁第13頁VNaOH=19.98ml時(shí)(相對誤差為-0.1%)，代入，14第14頁第14頁3. 計(jì)量點(diǎn)：HAc與NaOH完全反應(yīng)生成了NaAc，溶液pH值由其水解所決定，pOH=5.27，pH=8.7315第15頁第15頁4. 計(jì)量點(diǎn)后溶液為過量NaOH與反應(yīng)生成NaAc構(gòu)成pOH=4.30，pH=9.7016第

6、16頁第16頁滴定階段體系PBEH+ 計(jì)算式滴定前HAH+ = OH- + A計(jì)量點(diǎn)前HA-A-H+ + Cb = OH- + A化學(xué)計(jì)量點(diǎn)A-H+ + HA = OH-計(jì)量點(diǎn)后A-+OH-H+ + b +HA = OH- OH- = b17第17頁第17頁0 100 200 T%pH121086420HAc Ac- Ac-+OH-突躍6.24.43.19.78.77.74.35.04.0PPMRMOHAcHCl突躍處于弱堿性，只能選酚酞作批示劑（1）pH值起點(diǎn)高；（2）滴定曲線形狀不同，3）突躍區(qū)間小18第18頁第18頁影響強(qiáng)堿滴定弱酸突躍區(qū)間原因(1)濃度 (2)酸強(qiáng)弱 通常將 作為能否準(zhǔn)

7、確滴定弱酸條件。 19第19頁第19頁比如 指出下述滴定哪些是可行，設(shè)各物質(zhì)濃度均為0.1mol/L。(1)NaOH滴HCl; (2) NaOH滴HCOOH(3) NaOH滴HAsO2 (4) NaOH滴NH4Cl(5)HCl滴NaAc (6) HCl滴NaCN HCOOH: Pka=3.74, HAc: Pka=4.74HAsO2: Pka=9.22, HCN: Pka=9.21NH3: Pkb=4.74可行為(1),(2),(6)20第20頁第20頁2.7.3多元酸和混合酸滴定1、滴定可行性判斷（包括能否分步滴定判斷）；2、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pHsp計(jì)算；3、批示劑選擇。21第21頁第21頁判斷能

8、否準(zhǔn)確滴定，依據(jù)：?判斷能否準(zhǔn)確分步滴定，依據(jù)：？對二元酸滴定：22第22頁第22頁化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pHsp計(jì)算用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4, H3PO4 pKa1 = 2.16， pKa2 = 7.21 , pKa3 = 12.32 第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)23第23頁第23頁體系： H2PO4-，為兩性物質(zhì) pH = 4.7124第24頁第24頁第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)體系： HPO42-，為兩性物質(zhì)pH = 9.6625第25頁第25頁9.664.71 甲基紅白里酚藍(lán)批示劑 選擇26第26頁第26頁2.8終點(diǎn)誤差這里僅使用終點(diǎn)誤差公式進(jìn)行計(jì)算，推導(dǎo)過程將在第

9、三章學(xué)習(xí)。2.8.1 強(qiáng)堿滴定一元強(qiáng)酸ep表示終點(diǎn),cHAep表示強(qiáng)酸在終點(diǎn)濃度。27第27頁第27頁例：求0.1 mol / L NaOH 滴定0.1 mol / L HCl 終點(diǎn)誤差。解：強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pHsp=7, 終點(diǎn)設(shè)為甲基橙變色點(diǎn)，pH 約為4，因此：28第28頁第28頁2.8.2 強(qiáng)堿滴定一元弱酸OH-+HA=A-+H2O 滴定反應(yīng)常數(shù)：29第29頁第29頁例：求0.1 mol/L NaOH 滴定等濃度 HAc，以酚酞為批示劑（pKHln=9.1), 計(jì)算終點(diǎn)誤差。30第30頁第30頁2.8.3 強(qiáng)堿滴定多元弱酸強(qiáng)堿滴定多元弱酸H3A 第一終點(diǎn)，誤差為：在第二終點(diǎn)：31第

10、31頁第31頁例：計(jì)算用0.1mol/LNaOH滴定0.1molH3PO4至（1）甲基橙變黃（pH=4.4) 和（2）白里酚酞顯藍(lán)色（ pH=10 .0)終點(diǎn)誤差。 在第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：32第32頁第32頁在第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：33第33頁第33頁2.9 酸堿滴定法應(yīng)用酸堿滴定法在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛，許多化工產(chǎn)品如燒堿、純堿、硫酸氨和碳酸氫氨等，慣用酸堿滴定法測定其主成份含量。鋼鐵極其一些原材料中碳、硫、磷、硅和氮等元素，也能夠采用酸堿滴定法。34第34頁第34頁2.9.1 混合堿測定燒堿中NaOH 和 Na2CO3 測定BaCl2法：甲基橙辦法試樣1V1試樣2酚酞V2BaCl2第一份NaOHNa2

11、CO3H+甲基橙H2OH2CO3黃色紅色V135第35頁第35頁第二份NaOHNa2CO3BaCl2NaOHBaCO3H2OH+酚酞紅色無色V236第36頁第36頁雙批示劑法：辦法試樣V1取一份試樣V2H+酚酞甲基橙H+過程N(yùn)aOHNa2CO3H2OHCO3-H2CO3H+酚酞甲基橙H+紅色無色V1黃色紅色V237第37頁第37頁2.9.2 氮含量測定試樣NH4+處理蒸餾法甲醛法 參見試驗(yàn)肥料及一些有機(jī)化合物經(jīng)常需要測定其氮含量，通常是將試劑加以適當(dāng)處理，使各種含氮化合物都轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，然后進(jìn)行測定。慣用有兩種辦法：38第38頁第38頁蒸餾法（凱氏定氮法）NH4+NH3OH-蒸餾HCl 原則溶

12、液吸取 典型H3BO3 溶液吸取 改進(jìn)HCl 標(biāo)液吸?。篘H3NH4Cl + HCl(過量)HCl強(qiáng)酸與弱酸混合體系NaOHH2O + NH4+pH 5 39第39頁第39頁批示劑：甲基紅H3BO3 溶液吸取NH3NH4+ + H2BO3- ( NH3 + H3BO3)H3BO3弱酸與弱堿混合體系HClH3BO3 + NH4+弱酸與弱酸混合體系40第40頁第40頁pH 5 批示劑：甲基紅41第41頁第41頁蛋白質(zhì)測定 許多不同蛋白質(zhì)中氮含量基本相同，為16 % ，因此將氮含量換算為蛋白質(zhì)重量因子為6.25，即經(jīng)過測定含氮量，深入求出蛋白質(zhì)含量。若蛋白質(zhì)大部分為白蛋白，換算因子為6.27.42第42頁第