緩沖溶液,指示劑,酸堿滴定

第三節(jié)緩沖溶液定義緩沖溶液：能使溶液的pH不因外加少量酸、堿或溶液適當(dāng)稀釋等因素而發(fā)生顯著變化的溶液。生理緩沖溶液人體液(37℃)正常pH為7.35-7.45。每人每天耗O2600L,產(chǎn)生CO2酸量約合2L濃HCl,除呼出CO2及腎排酸外,歸功于血液的緩沖作用。血紅蛋白:HHb-KHb

血漿蛋白:HPr-NaPr氧絡(luò)血紅蛋白:HHbO2-KHbO2磷酸鹽:H2PO4--HPO42-碳酸鹽:H2CO3-HCO3-二.緩沖容量

1L

溶液的pH增加（或減?。?個(gè)單位所需加入的強(qiáng)堿（酸）的物質(zhì)的量。值越大，緩沖能力越強(qiáng)。三.影響緩沖容量的因素1.總濃度cc

2.c一定時(shí)，緩沖組分的濃度比愈接近于1：1，緩沖容量愈大。最大在pH=pKa處。

-pH曲線135791113pH2.884.768.88pKa1086420102

H+

HAc+Ac-OH-0.1mol·L-1

HAcAc-0.1mol·L-1常用緩沖溶液(p348)緩沖溶液pKa緩沖范圍氨基乙酸+HCl2.351.5～3.0氯乙酸+NaOH2.862～3.5甲酸+NaOH3.773～4.5HAc+NaAc4.764～5.5六次甲基四胺+HCl5.134.5～6.0H2PO4-+HPO42-7.216.5～8三羥甲基甲胺+HCl8.217.5～9硼砂(H3BO3+H2BO3-)9.248.5～10NH4++NH39.258.5～10常用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液

(p349)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH是實(shí)驗(yàn)測(cè)定的,用于校準(zhǔn)酸度計(jì)。緩沖溶液pH(25oC)飽和酒石酸氫鉀(0.034mol·L-1)3.557鄰苯二甲酸氫鉀(0.050mol·L-1)4.0080.025mol·L-1KH2PO4+0.025mol·L-1Na2HPO4

6.865硼砂(0.010mol·L-1)9.180飽和氫氧化鈣12.454四.緩沖溶液的配制方法

1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc,NH4Cl+NH3);2.溶液中[H+]大,加過(guò)量A-,

溶液中[OH-]大,加過(guò)量HA;3.溶液中有HA,可加NaOH中和一部分,

溶液中有A,可加HCl中和一部分;

形成HA-A-共軛體系五.緩沖溶液pH值計(jì)算PBE式：以HA和H2O為零水準(zhǔn)總濃度分別為Ca和Cb以A-和H2O為零水準(zhǔn)[HA]=ca-[H+]+[OH-][A-]=cb+[H+]-[OH-]代入平衡關(guān)系,得精確式酸性,略去[OH-]:堿性,略去[H+]:若Ca>>[OH-]-[H+]或Cb

>>[H+]-[OH-]則最簡(jiǎn)式例(a)0.040mol·L-1

HAc–0.06mol·L-1

NaAc

先按最簡(jiǎn)式:

(b)0.080mol·L-1二氯乙酸–0.12mol·L-1二氯乙酸鈉

先用最簡(jiǎn)式:mol·L-1∵ca>>[H+],cb>>[H+]∴結(jié)果合理pH=4.94應(yīng)用近似式:解一元二次方程，[H+]=10-1.65mol·L-1,

pH=1.65

五.選擇緩沖溶液的原則1.緩沖溶液對(duì)分析過(guò)程沒(méi)有干擾。2.所需控制的pH應(yīng)在緩沖溶液的緩沖范圍之內(nèi)。3.緩沖溶液應(yīng)有足夠的緩沖容量。

C0.01~1mol/L第四節(jié)酸堿指示劑甲基橙

MethylOrange(MO)(CH3)2N—(CH3)2N=—N=N—H=N—N——SO3-—SO3-OH-H++

紅3.1-----4.0(橙)------4.4黃pKa=3.41.作用原理:

酸形和堿形具有不同的顏色.MOMRPP3.1

4.44.4

6.28.0

9.8常用單一酸堿指示劑(要記住)百里酚酞:無(wú)色9.4-----10.0(淺藍(lán))------10.6藍(lán)→酸堿式體混合色1）[In-]/[HIn]10或pHpKin+1→堿式色2）[In-]/[HIn]1/10或pHpKin－1→酸式色3）1/10[In-]/[HIn]10

或pKin－1pHpKin+1二、酸堿指示劑的變色范圍***討論：Kin一定，[H+]決定比值大小，影響溶液顏色

HInH++In-酸式體堿式體指示劑理論變色范圍

pH=pKin±1指示劑理論變色點(diǎn)

pH=pKin

，[In-]=[HIn]注：實(shí)際與理論的變色范圍有差別，深色比淺色靈敏指示劑的變色范圍越窄，指示劑變色越敏銳

例：

pKa

理論范圍

實(shí)際范圍甲基橙

3.42.4~4.43.1~4.4甲基紅

5.04.1~6.14.4~6.2

酚酞

9.18.1~10.18.0~9.8百里酚酞

10.09.0~11.09.4~10.6三、關(guān)于混合指示劑組成

1．指示劑+惰性染料例：甲基橙+靛藍(lán)（紫色→綠色）

2．兩種或兩種以上指示劑混合而成例：溴甲酚綠+甲基紅（酒紅色→綠色）

特點(diǎn)

變色敏銳；變色范圍窄(利用顏色的互補(bǔ)作用）利用兩種顏色互補(bǔ)作用，使指示劑變色范圍變窄并敏銳甲基黃2.9≤pH≤4.0次甲基藍(lán)甲基黃+次甲基藍(lán)(藍(lán))3.0≤pH≤3.4

藍(lán)紫淺灰綠紅

橙

黃藍(lán)藍(lán)藍(lán)混合指示劑不僅變色范圍窄，而且顏色改變也較明顯，基本上沒(méi)有過(guò)渡色。第五節(jié)酸堿滴定一.酸堿滴定曲線和指示劑的選擇滴定曲線：溶液pH

隨滴定分?jǐn)?shù)（T）變化的曲線。選擇指示劑的原則:

指示劑的變色點(diǎn)盡可能與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)接近，以減小滴定誤差。在滴定突躍范圍變色的指示劑可使滴定(終點(diǎn))誤差小于0.1%。滴定突躍：

計(jì)量點(diǎn)前后由1滴(0.04mL)滴定劑所引起的溶液pH的急劇變化，突躍過(guò)程所對(duì)應(yīng)的pH范圍為滴定突躍范圍。19.2.51.強(qiáng)酸堿滴定

0.10mol·L-1

NaOH滴定20.00mL0.10mol·L-1

HCl

H++OH-=H2OKt=1/Kw=1014.00-0.1%時(shí):pH=4.302.滴定開(kāi)始到sp前:[H+]=c(HCl)(未中和)1.滴定前:[H+]=c(HCl)=0.1000mol·L-1pH=1.003.sp時(shí):[H+]=[OH-]pH=7.004.sp后:[OH-]=c(NaOH)(過(guò)量)+0.1%時(shí):[H+]=2.0×10-10mol·L-1pH=9.700.1000mol·L-1

NaOH滴定20.00mL0.1000mol·L-1

HCl

(p353)

NaOHmLT%剩余HClmL過(guò)量NaOHpH[H+]計(jì)算0.00020.01.00滴定前:[H+]=c(HCl)18.0090.02.002.28sp前:[H+]=19.8099.00.203.0019.9899.90.024.30sp:[H+]=[OH-]=10-7.0020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.70sp后:[OH-]=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52突躍強(qiáng)酸堿滴定曲線(p354)0.10mol·L-1

NaOH↓0.10mol·L-1

HCl0.10mol·L-1

HCl↓0.10mol·L-1

NaOHpH12108642001.02.0滴定分?jǐn)?shù),T9.7sp+0.1%4.3sp-0.1%sp

7.0突躍9.0

5.04.09.88.03.1*6.2*4.4PPMRMOPP9.0MR6.2MO4.4PP8.0MR5.0不同濃度的強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定曲線(p354)NaOH↓HCl01.02.0

pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO5.04.49.06.24.43.1.01mol·L-1

0.1mol·L-1

1mol·L-1濃度增大10倍，突躍增加2個(gè)pH單位。2.一元弱酸堿的滴定

(Ka(HAc)=10-4.76,Ka(HA)=10-7.00)NaOHmLT組成pHHAcpHHA[H+]計(jì)算式00HA2.884.00

與滴定強(qiáng)酸的pH相同10.000.500HA+A-4.767.0018.000.900HA+A-5.717.9519.800.990HA+A-6.679.0019.960.998HA+A-7.469.5619.980.999HA+A-7.769.7020.001.000A-8.739.8520.021.001A-+OH-9.7010.0020.041.002A-+OH-10.0010.1320.201.010A-+OH-10.7010.7022.001.100A-+OH-11.6811.68-0.1%:pH=pKa+3強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線(p356)0.10mol·L-1NaOH↓HAc0.10mol·L-101.002.00TpH121086420HAcAc-Ac-+OH-突躍6.24.43.19.78.7