酸堿平衡與酸堿滴定法課件

第七章

酸堿平衡與酸堿滴定法酸堿平衡與酸堿滴定法§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇本節(jié)要點(diǎn)（1）掌握強(qiáng)酸（堿）、一元弱酸（堿）被滴定時(shí)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)與pH突躍范圍的計(jì)算；（2）了解酸堿滴定曲線的繪制；（3）掌握影響滴定突躍大小(長(zhǎng)短)的因素；（4）能根據(jù)pH突躍范圍正確的選擇指示劑；（5）掌握一元弱酸（堿）直接準(zhǔn)確滴定的條件；（6）掌握多元酸（堿）分步滴定的可行性條件，會(huì)計(jì)算多元酸（堿）各化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH值。

酸堿平衡與酸堿滴定法兩個(gè)概念酸堿滴定曲線：以滴定過程中滴定劑用量或中和反應(yīng)分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，以溶液PH為縱坐標(biāo)，繪出的一條溶液pH隨滴定劑的加入量而變化的曲線。

pH突躍范圍：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%相對(duì)誤差范圍內(nèi)，溶液pH值的變化范圍。

酸堿滴定反應(yīng)類型（1）強(qiáng)酸（堿）滴定（2）一元弱酸（堿）滴定（3）多元弱酸（堿）滴定

§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇強(qiáng)酸（堿）滴定

以分析濃度為0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol.L-1HCl溶液設(shè)滴定過程中加入NaOH的體積為VmL：

a.V=0：[H+]=CHCl=0.1000mol.L-1

b.V<V0：

c.V=V0：

d.V>V0：

酸堿平衡與酸堿滴定法pH躍遷范圍的計(jì)算

（1）當(dāng)V=19.98mL時(shí)，誤差為-0.1%：

pH=4.3（2）當(dāng)V=20.02mL時(shí)，誤差為0.1%：pOH=4.3pH=9.7pH躍遷范圍為4.3-9.7

§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法滴定階段滴定前計(jì)量點(diǎn)前計(jì)量點(diǎn)計(jì)量點(diǎn)后溶液組成V=0HCl、H2OV＜V0HCl余、NaCl、H2OV=V0

NaCl、H2OV＞V0NaCl、NaOH過量、H2OpH值[H+]=CHCl[H+]=0.1PH=1.00[H+]=CHCl余

當(dāng)V=19.98mL（Er=－0.1％）時(shí)，[H+]=5.0×10-5

pH=4.30[H+]=[H+]水[H+]=10-7

pH=7[OH-]=CNaOH過量當(dāng)V=20.02mL（Er=0.1％）時(shí)，[OH-]=5.0×10-5pOH=4.30pH=9.70§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法滴定曲線指示劑選擇§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇pH突躍范圍為4.30-9.70

可選用指示劑：酚酞、甲基橙、甲基紅

選擇依據(jù)—滴定突躍范圍

凡變色范圍全部或大部分落在滴定突躍范圍之內(nèi)的指示劑均滿足要求。

酸堿平衡與酸堿滴定法濃度對(duì)突躍范圍的影響從圖中可見，被測(cè)液濃度越大,突躍范圍越大。

§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法思考題：§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇以分析濃度為0.1000mol.L-1HCl溶液滴定20mL0.1000mol.L-1NaOH溶液。（1）滴定過程的pH突躍范圍（2）指示劑選擇酸堿平衡與酸堿滴定法§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇一元弱酸（堿）滴定

以分析濃度為0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol.L-1HAc溶液。(HAc:Ka=1.8×10-5pKa＝4.74)

設(shè)滴定過程中加入NaOH的體積為VmL：

a.V=0：pH=2.89

b.V<V0：

c.V=V0：

d.V>V0：

pOH=5.28pH=8.7

酸堿平衡與酸堿滴定法滴定階段滴定前計(jì)量點(diǎn)前計(jì)量點(diǎn)計(jì)量點(diǎn)后溶液組成V=0HAc、H2OV＜V0HAc余、NaAc、H2OV=V0

NaAc、H2OV＞V0NaAc、NaOH過量、H2OpH值PH=2.89當(dāng)V=19.98mL（Er=－0.1％）時(shí)，

pH=7.74[OH-]=5.3×10-6

pOH=5.28pH=8.72當(dāng)V=20.02mL（Er=0.1％）時(shí)，[OH-]=5.0×10-5pOH=4.30pH=9.70滴定突躍范圍：7.74-9.70§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法滴定曲線

§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇曲線的突躍范圍(pH＝7.74-9.70)較NaOH-HCl的小得多。滴定突躍范圍：7.74-9.70可選用指示劑：酚酞

酸堿平衡與酸堿滴定法pH突躍范圍的影響

§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇Ka值愈小，突躍范圍愈窄

被測(cè)液濃度越大，突躍范圍越寬

酸堿平衡與酸堿滴定法一元弱酸（堿）準(zhǔn)確滴定的可行性判據(jù)

△pH=±0.2

（滴定突躍≥0.4pH）

Et≤0.1%

C.Ka（Kb）≥10-8是一元弱酸（堿）被直接準(zhǔn)確滴定的可行性判據(jù)。§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇C.Ka（Kb）≥10-8酸堿平衡與酸堿滴定法§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇多元弱酸（堿）的滴定準(zhǔn)確滴定多元弱酸（堿）的可行性判據(jù)：以二元酸為例：條件結(jié)論指示劑選擇C0Ka1≥10-8C0Ka2≥10-8

Ka1/Ka2≥104

可分步準(zhǔn)確滴定，形成兩個(gè)突躍根據(jù)pHa1、pHa2選擇分步滴定的兩種指示劑Ka1/Ka2<104

只能一次滴定（總量），形成一個(gè)突躍根據(jù)pHa2選擇指示劑C0Ka1≥10-8C0Ka2<10-8

Ka1/Ka2≥104

第一級(jí)離解出的H+可被分步滴定，形成一個(gè)突躍根據(jù)pHa1選擇指示劑Ka1/Ka2<104

不能準(zhǔn)確滴定酸堿平衡與酸堿滴定法舉例：能否用0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定0.1000mol.L-1H3PO4溶液？能否分步滴定？如果能滴定，應(yīng)選什么指示劑？（H3PO4的Ka1=7.6×10-3，Ka2=6.3×10-8，Ka3=4.4×10-13）§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇酸堿平衡與酸堿滴定法§7-5酸堿滴定曲線和指示劑的選擇指示劑選擇：一級(jí)解離指示劑：甲基橙二級(jí)解離指示劑：酚酞酸堿平衡與酸堿滴定法pH突躍范圍是指化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%相對(duì)誤差范圍內(nèi)，溶液pH值的變化范圍。因此可通過計(jì)算終點(diǎn)誤差±0.1%處的H+濃度確定pH突躍范圍。影響滴定pH突躍范圍的因素主要是溶液濃度和反應(yīng)完全程度。（1）濃度越大，突躍范圍越大，常用的酸堿滴定濃度一般為

0.1mol.L-1。（2）反應(yīng)完全程度越高，突躍范圍越大，即解離常數(shù)Ka越大，突躍范圍越大。（3）強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)完全程度高，通常突躍范圍大，容易滴定準(zhǔn)確。（4）一元弱酸弱堿與強(qiáng)酸強(qiáng)堿相比，滴定突躍范圍減小，且當(dāng)Csp.Ka（Kb）<10-8時(shí)無明顯突躍，此時(shí)溶液無法直接準(zhǔn)確滴定。本節(jié)小結(jié)酸堿平衡與酸堿滴定法

（5）多元弱酸弱堿能否分步滴定和準(zhǔn)確滴定的判據(jù)如下（以二元酸為例）：當(dāng)C0Ka1≥10-8，C0Ka2≥10-8時(shí)，若Ka1/Ka2≥104，則溶液可以分步滴定和準(zhǔn)確滴定，若Ka1/Ka2<104，則溶液只能準(zhǔn)確滴定，不能分步滴定。當(dāng)C0Ka1≥10-8，C0Ka2<10-8時(shí)，若Ka1/Ka2≥104，則溶液可以對(duì)第一級(jí)離