酸堿滴定原理

滴定能否準(zhǔn)確進行滴定過程中pH的變化規(guī)律怎樣選擇合適的指示劑實驗方案設(shè)計應(yīng)考慮的問題第一頁，共28頁。5.6.1強酸強堿的滴定1.滴定過程中pH值的變化2．滴定曲線的形狀3．滴定突躍4．影響滴定突躍的因素和指示劑的選擇例：用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol.L-1HCl。滴定反應(yīng)設(shè)滴定至某一點，0.1000mol.L-1NaOH滴定體積為Vb。第二頁，共28頁。1、強酸強堿滴定滴定反應(yīng)設(shè)滴定過程中，溶液中剩余的強酸濃度為amol.L-1,過量的強堿濃度為bmol.L-1。例：用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol.L-1HCl。滴定階段PBE[H+]計算式滴定前[H+]=[OH-]+a[H+]=a化學(xué)計量點前[H+]=[OH-]+a[H+]=a化學(xué)計量點[H+]=[OH-]pH=7.00化學(xué)計量點后[OH-]=[H+]+b[OH-]=b第三頁，共28頁。滴定過程中溶液pH值的變化：分為四個階段滴定前

pH=1.00化學(xué)計量點前

Vb=18.00ml[H+]=5.26×10-3mol/LpH=2.28Vb=19.98ml[H+]=5.00×10-5mol/LpH=4.30

化學(xué)計量點

pH=7.00化學(xué)計量點后

Vb=20.02ml[OH-]=5.00×10-5mol/LpOH=4.30pH=9.70第四頁，共28頁。2．滴定曲線的形狀滴定開始，強酸緩沖區(qū)，ΔpH微小隨滴定進行，HCl濃度降低，ΔpH漸↑SP前后0.1%，ΔpH↑↑，酸→堿

ΔpH=5.4繼續(xù)滴NaOH，強堿緩沖區(qū)，ΔpH↓第五頁，共28頁。甲基橙甲基紅酚酞C(mol.L-1)

強堿滴定不同濃度強酸化學(xué)計量點1.00.100.0100.0010滴定突躍-0.1%+0.1%酸緩沖區(qū)突躍區(qū)堿緩沖區(qū)V(NaOH)中和%pH0.000.001.0018.0090.002.3019.8099.003.3019.9899.904.3020.00100.07.0020.02100.19.70C(mol.L-1)滴定突躍1.0003.30~10.700.10004.30~9.700.010005.30~8.70影響突躍范圍的因素：c的大小第六頁，共28頁。3．滴定突躍

滴定突躍：化學(xué)計量點前后0.1%的變化引起pH值突然改變的現(xiàn)象滴定突躍范圍：滴定突躍所在的范圍理論意義：選擇指示劑的依據(jù)4．影響滴定突躍的因素和指示劑的選擇影響因素：濃度濃度越大，滴定突躍范圍越寬，可選指示劑越多C增大10倍，滴定突躍增大2個pH單位選擇原則：最理想的指示劑應(yīng)恰好在化學(xué)計量點變色點。實際原則：指示劑在突躍范圍內(nèi)變色即可。

指示劑變色范圍部分或全部落在滴定突躍范圍內(nèi)

第七頁，共28頁。續(xù)強堿滴定強酸討論甲基橙（3.1～4.4）**3.45甲基紅（4.4～6.2）**5.1酚酞（8.0~10.0）**9.1

1.0mol/LNaOH→1.0

mol/LHCl

Δ

pH=3.3～10.7選擇甲基橙，甲基紅，酚酞0.1mol/LNaOH→0.1mol/LHCl

Δ

pH=4.3～9.7選擇甲基紅，酚酞，甲基橙（黃）0.01mol/LNaOH→0.01mol/LHCl

Δ

pH=5.3～8.7選擇甲基紅，酚酞（較差）第八頁，共28頁。強酸滴定強堿如：用0.1000mol/L

HCl標(biāo)液滴定0.1000mol/L的NaOH滴定曲線形狀類似強堿滴定強酸，pH變化相反滴定突躍范圍決定于酸標(biāo)液濃度及被測堿濃度指示劑的選擇：甲基紅，酚酞

以甲基橙滴定至橙色（pH=4)則誤差較大。突躍范圍：9.70～4.30可用酚酞、甲基紅，如用甲基橙，應(yīng)從黃色滴至橙色（pH=4.0）

第九頁，共28頁。5.6.2一元弱酸弱堿的滴定1.滴定過程中pH值的變化2．滴定曲線的形狀3．影響滴定突躍的因素和指示劑的選擇4．弱酸被準(zhǔn)確滴定的判別式OH-+HAA-+H2O反應(yīng)完全程度不高第十頁，共28頁。強堿滴定弱酸用0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL初始濃度Ca為0.1000mol.L-1的弱酸HA。滴定反應(yīng)設(shè)滴定過程中，溶液中剩余的弱酸濃度為Ca

mol.L-1,生成的共軛堿濃度為Cbmol.L-1，過量的強堿濃度為bmol.L-1。滴定階段體系PBE[H+]計算式滴定前HA[H+]=[OH-]+[A]化學(xué)計量點前HA-A-[H+]+Cb=[OH-]+[A]化學(xué)計量點A-[H+]+[HA]=[OH-]化學(xué)計量點后A-+OH-[H+]+b+[HA]=[OH-][OH-]=b第十一頁，共28頁。1．滴定過程中pH值的變化（1）Vb=0（2）Vb＜Va：HAc+NaAc

SP前0.1%時，已加入NaOH19.98mLNaOH（0.1000mol/L）→HAc（0.1000mol/L,20.00mL）第十二頁，共28頁。（3）Vb=Va：HAc→NaAc（4）Vb＞Va：NaOH+NaAcSP后0.1%時，已加入NaOH20.02mL第十三頁，共28頁。2．滴定曲線的形狀滴定前，曲線起點高滴定開始，[Ac-]↓，Δ

pH↑隨滴加NaOH↑，緩沖能力↑，Δ

pH微小滴定近SP，[HAc]↓，緩沖能力↓↓，Δ

pH↑↑SP前后0.1%，酸度急劇變化，

Δ

pH=7.74～9.7SP后，Δ

pH逐漸↓（同強堿滴強酸）第十四頁，共28頁。強堿滴定弱酸HAcHCl突躍區(qū)堿緩沖區(qū)共軛緩沖區(qū)pKa化學(xué)計量點：8.72突躍突躍滴定突躍：7.76~9.70在弱堿性范圍，Et=-0.1%，pH=pKa+3強堿滴定弱酸，只可用弱堿性范圍變色的指示劑。2.87第十五頁，共28頁。3．影響滴定突躍的因素和指示劑的選擇影響因素：C、Ka

1、Ka一定時，C越大，突躍范圍越大。但這種影響有限

度，對極弱酸，即使是高濃度，突躍也很?。?/p>

2、C一定時，Ka越大，突躍范圍越大。指示劑的選擇：滴定突躍在堿性范圍內(nèi)，應(yīng)選在堿性范圍變色的指示劑如酚酞、百里酚酞等4．弱酸能被準(zhǔn)確滴定的判別式（目測法）：Ca

?Ka≥10-8第十六頁，共28頁。強酸滴定弱堿HCl（0.1000mol/L）→NH3?H2O（0.1000mol/L,20.00mL）1.滴定曲線：與強堿滴定強酸類似，曲線變化相反2.影響滴定突躍的因素和指示劑的選擇：（1）影響因素：被滴定堿的性質(zhì)，濃度（2）指示劑選擇：滴定突躍在酸性范圍內(nèi)，應(yīng)選在酸性范圍變色的指示劑如甲基紅、甲基橙等本例滴定突躍ΔpH=6.34～4.30，選甲基紅較好。3．弱堿能被準(zhǔn)確滴定的判別式：Cb

?Kb≥10-8H3O++A-

HA+H2O

反應(yīng)完全程度不高第十七頁，共28頁。續(xù)強酸滴定弱堿討論滴定突躍范圍：

ΔpH=6.34～4.30指示劑選甲基紅（甲基橙)第十八頁，共28頁。5.6.3多元酸（堿）滴定1、滴定的可行性判斷（包括能否分步滴定的判斷）；2、化學(xué)計量點pHsp的計算；3、指示劑的選擇。第十九頁，共28頁。Ka1,Ka210-2,10-910-2,10-710-2,10-5二元酸滴定的可行性判斷用0.1000mol.L-1NaOH滴定同濃度、不同強度的二元酸。第一突躍小第二突躍大cKa110-8,cKa210-8,Ka1/Ka2

105分步滴定至HA-和A2-滴定有兩個化學(xué)計量點：pHsp1,pHsp2；滴定有兩個突躍；突躍的大小與pK有關(guān)。cKa1

10-8,cKa2<10-8,Ka1/Ka2

105可準(zhǔn)確滴定至HA-第一突躍較大第二突躍較大第一突躍大第二突躍小cKa110-8,cKa210-8,Ka1/Ka2<105可準(zhǔn)確滴定至A2-第二十頁，共28頁。結(jié)論對二元酸滴定：判斷能否準(zhǔn)確滴定，根據(jù)：?判斷能否準(zhǔn)確分步滴定，根據(jù)：？第二十一頁，共28頁?；瘜W(xué)計量點pHsp計算用0.1000mol.L-1NaOH滴定0.1000mol.L-1H3PO4,H3PO4pKa1=2.16，pKa2=7.21,pKa3=12.32

第一化學(xué)計量點體系：H2PO4-，為兩性物質(zhì)計算pH=4.71第二化學(xué)計量點體系：HPO42-，為兩性物質(zhì)計算pH=9.66第二十二頁，共28頁。計量點pH值計算第一化學(xué)計量點第二化學(xué)計量點第二十三頁，共28頁。指示劑的選擇9.664.71甲基紅百里酚藍(lán)用0.1000mol.L-1NaOH滴定0.1000mol.L-1H3PO4,第二十四頁，共28頁。多元堿的滴定HCl（0.1000mol/L）→Na2CO3

（0.1000mol/L，20.00mL）CO32-+H+HCO3-Kb1=10-3.75HCO3

-+H+H2CO3Kb2=10-7.621.滴定可行性的判斷2.化學(xué)計量點pH值的計算和指示劑的選擇第二十五頁，共28頁。多元堿的滴定1.滴定可行性的判斷

Cb

?Kb1≥10-8且Kb1/Kb2≈104第一級能被準(zhǔn)確、分步滴定Cb

?Kb2≥10-8第二級能被準(zhǔn)確滴定第二十六頁，共2