1-工業(yè)碳酸鈉質(zhì)量檢驗-總堿度的測定

工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量分析純堿(碳酸鈉)是最重要的基礎(chǔ)化工原料之一，被稱為“化工之母”，其產(chǎn)量和消費(fèi)量通常被作為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。它可用于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光學(xué)玻璃和高級器皿；還可利用脂肪酸與純堿的反應(yīng)制肥皂；在硬水的軟化、石油和油類的精制、引入：工業(yè)碳酸鈉的用途化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

冶金工業(yè)中脫除硫和磷、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的制備、化學(xué)工業(yè)中制取鈉鹽、金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料等均要用到它，在陶瓷工業(yè)中制取耐火材料和釉也要用到純堿?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

純堿是一種重要的大噸位的化工原料，每年有數(shù)以萬計的廠家在生產(chǎn)?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院由于市場對碳酸鈉的大量需求，使得一些廠家為了追逐高額利潤，生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格，損害了消費(fèi)者的利益，如果你是化工產(chǎn)品檢驗人員，你如何檢驗市場上銷售的碳酸鈉的質(zhì)量？項目：現(xiàn)有某化工股份有限公司生產(chǎn)的優(yōu)等品、一等品以及合格品工業(yè)碳酸鈉，如何對其質(zhì)量進(jìn)行分析？化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、確定分析項目(designanalyticalitem)2、

采樣（takesample）3、選擇分析方法4、單項項目測定(determine)5、數(shù)據(jù)處理(dataprocessing)6、評價(appraise)7、報告(report)解決方法(methodsofresolution)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)碳酸鈉的技術(shù)指標(biāo)項目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品總堿量（以Na2CO3計），%≥99.198.898.0氯化物（以NaCl計）含量，%≤0.70.9010.20硫酸鹽（以SO42-計）含量/%≤0.03鐵（Fe）含量，%≤0.0040.006010水不溶物含量，%≤0.040.100.15燒失量，%≤0.81.00.3化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、能應(yīng)用所學(xué)知識和技能并選擇標(biāo)準(zhǔn)方法測定化工產(chǎn)品中主要組分的含量；2、能采用合適方法測定或確定化工產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量或限值；3、能根據(jù)檢驗結(jié)果判定工業(yè)碳酸鈉的等級。能力目標(biāo)：工業(yè)碳酸鈉的質(zhì)量分析化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)一：工業(yè)碳酸鈉的總堿度的測定化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院能力目標(biāo)：會測定工業(yè)Na2CO3的總堿度1、能洗滌常見玻璃器皿；2、會配制標(biāo)準(zhǔn)溶液；3、會使用分析天平；4、會使用滴定管；5、會使用容量瓶；6、會使用移液管和吸量管。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)碳酸鈉的總堿度，我們一般采用酸堿滴定法，那么，我們來介紹一下酸堿滴定法的相關(guān)內(nèi)容?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)——能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)?；鶞?zhǔn)物質(zhì)所必須具備的條件：純度高＞99.9%性質(zhì)穩(wěn)定在空氣中不吸濕、不氧化、不分解組成確定與化學(xué)式相符，含結(jié)晶水?dāng)?shù)量也相符有較大的摩爾質(zhì)量保證稱量時有一定的重量能按反應(yīng)式定量完成所參與的反應(yīng)，沒有副反應(yīng)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院常見的基準(zhǔn)物質(zhì)有KHC8H4O4,H2C2O4.2H2O,Na2B4O7.10H2O,Na2CO3,K2CrO7,NaCl,CaCO3標(biāo)準(zhǔn)溶液——已知準(zhǔn)確濃度的溶液1.直接配制法準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后稀釋至一定體積，從而求出準(zhǔn)確濃度。2.間接配制法粗略配制成近似濃度，再用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定其準(zhǔn)確濃度?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院實驗步驟及分析（一）0.1mol/LHCI溶液的配制與標(biāo)定（500ml)（1）用無水Na2CO3標(biāo)定用差減法準(zhǔn)確稱取0.15～0.20克無水碳酸鈉三份(稱樣時,稱量瓶要帶蓋)，分別放在250ml錐形瓶內(nèi)，加水30毫升溶解，加甲基橙指示劑１～２滴，然后用鹽酸溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬?，即為終點，由碳酸鈉的質(zhì)量及實際消耗的鹽酸體積,計算HCI溶液的濃度和測定結(jié)果的相對偏差。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院差減法化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

第一份試樣=W1–W2(g)

第二份試樣=W2–W3(g)

操作時應(yīng)注意：

⑴若倒入試樣量不夠時，可重復(fù)上述操作；如倒入試樣大大超過所需要數(shù)量，則只能棄去重做。

⑵盛有試樣的稱量瓶除放在稱盤上或用紙帶拿在手中外，不得放在其他地方，以免沾污。

⑶套上或取出紙帶時，不要碰著稱量瓶口，紙帶應(yīng)放在清潔的地方。

⑷粘在瓶口上的試樣盡量處理干凈，以免粘到瓶蓋上或丟失。

遞減稱量法用于稱取易吸水、易氧化或易與CO2反應(yīng)的物質(zhì)?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.0.1mol·L-1HCI溶液的標(biāo)定實驗記錄

項目次數(shù)123m(碳酸鈉)gVHCI(ml)CHCI(mol·L-1)(mol·L-1)相對偏差平均相對偏差化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院能力訓(xùn)練、酸式滴定管的使用化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、檢驗酸式滴定管是否漏水凡士林的涂制方法化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、標(biāo)準(zhǔn)溶液的裝入用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液5-10ml潤洗滴定管2-3次；溶液從滴定管下端流盡；標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)直接倒入滴定管中；迅速轉(zhuǎn)動旋塞?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、滴定管的讀數(shù)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院4、滴定操作化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院甲基橙作為指示劑的顏色變化化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院注意事項滴定時，加入HCl溶液應(yīng)緩慢，同時搖動錐形瓶，臨近終點時應(yīng)劇烈搖動，避免因CO2氣泡沖出而致?lián)p失。濺在錐形瓶壁上的溶液，應(yīng)用洗瓶水沖下去?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例：我們測得一組數(shù)據(jù)如下表示：0.1029為可疑值？ⅠⅡⅢⅣⅤ測得值0.10290.10230.10220.10210.1022化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例：我們測得一組數(shù)據(jù)如下表示：1.40為可疑值？ⅠⅡⅢⅣ測得值1.251.271.311.40化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)據(jù)處理——可疑數(shù)據(jù)的取舍

定量分析實驗數(shù)據(jù)中往往會有一些偏差較大，稱為可疑值或離群值?？梢芍等∩釋嵸|(zhì)上是區(qū)分隨機(jī)誤差與過失誤差?？山杞y(tǒng)計檢驗來判斷。常用有四倍法(也稱法)、格魯布斯法(Grubbs法)（T檢驗法）和Q檢驗法等，其中Q檢驗法比較嚴(yán)格而且又比較方便?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院4d法法法檢驗的步驟（1）將可疑值除外，求其余數(shù)據(jù)的平均值和平均偏差。（2）求可疑值與平均值的差值。（3）將此值與比較。若，則可疑值舍去。適用于4-8個數(shù)據(jù)且要求不高的實驗數(shù)據(jù)的檢驗。當(dāng)4d法與其他檢驗法矛盾時，以其他法則為準(zhǔn)?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院解首先不計異常值1.40，求得其余數(shù)據(jù)的平均值和平均偏差為異常值與平均值的差的絕對值為

|1.40一1.28|=0.12＞4(0.092)故1.40這一數(shù)據(jù)應(yīng)舍去。例測定某藥物中鈷的含量(μg/g),得結(jié)果如下：1.25，1.27，1.31，1.40。試問1.40這個數(shù)據(jù)是否應(yīng)保留?化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院格魯布斯（Grubbs）法將測定數(shù)據(jù)按從小到大順序排列。X1,x2,……xn-1,xn計算該組數(shù)據(jù)的平均值（包括可疑值在內(nèi)）及標(biāo)準(zhǔn)偏差。計算T值。可疑值出現(xiàn)在首項_x–x1

T計

=————s

可疑值出現(xiàn)在末項

_

xn–xT計=————S

查表：T計≥T表（棄去）T計<T表（保留）化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院將測定數(shù)據(jù)按從小到大順序排列。30.18、30.23、30.32、30.35、30.56計算平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差。可疑值在末端。P=99%ⅠⅡⅢⅣⅤ測得值30.1830.5630.2330.3530.32可疑值出現(xiàn)在末項

_

xn–xT計=————S

比較T計

T表化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院Q檢驗法——根據(jù)統(tǒng)計量Q進(jìn)行判斷步驟：1.將數(shù)據(jù)按從小到大順序排列為：x1，x2，…，xn-1，xn2.計算出統(tǒng)計量Q：式中分子為可疑值與相鄰值的差值，分母為整組數(shù)據(jù)的極差。Q計越大，說明x1或xn離群越遠(yuǎn)。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度由Q值表查得Q表(表值)4.再以計算值與表值相比較，若Q計

Q表，則該值需舍去，否則必須保留。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例：1.對軸承合金中銻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了十次測定，得到下列結(jié)果：15.48%，15.51%，15.52%，15.53%，15.52%，15.56%，15.53%，15.54%，15.68%，15.56%，試用Q檢驗法判斷有無可疑值需棄去（置信度為90%）？P=0.9,n=10,查表得Q0.90=0.41化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院P=0.9,n=10,查表得Q0.90=0.41將數(shù)據(jù)按由小到大順序排列：15.48%，15.51%，15.52%，15.52%，15.53%，15.53%，15.54%，15.56%，15.56%，15.68%xn-xn-1=15.68%-15.56%=0.12%x2-x1=15.51%-15.48%=0.03%所以15.68%應(yīng)舍去，而15.48%應(yīng)保留?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院有效數(shù)字及其計算規(guī)則實驗數(shù)據(jù)不僅表示數(shù)值大小，也反映測量精度。如體積測量的25.00mL和25.0mL，雖數(shù)值相同，但精密度相差10倍。前者是用移液管準(zhǔn)確移取或滴定管中放出，而后者則是由量筒量取。故必須按實際測量精度記錄實驗數(shù)據(jù)，并且按照有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行測量結(jié)果的計算，報出合理的測量結(jié)果?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院有效數(shù)字有效數(shù)字——實際能測量到的數(shù)字，只保留一位可疑值。讀取同一滴定管刻度：甲—24.55mL，乙—24.54mL，丙—24.53mL。前3位數(shù)字都相同且很準(zhǔn)確，第4位是估計數(shù)，不確定，因人而異。要求：分析天平稱取試樣質(zhì)量記錄為0.2100g表示：0.210確定，最后一位0不確定，可有±1的誤差。其絕對誤差

0.0001g，相對誤差為(

0.0001/0.2100)

100%=

0.05%?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院有效數(shù)字實例試樣重(克)0.5180(4位,分析天平稱出)0.52(2位,臺秤)溶液體積(毫升)25.34(4位,滴定管)25.3(3位，量筒)解離常數(shù)1.8×10—5(2位)整數(shù)部分1000(位數(shù)不清楚)，為準(zhǔn)確可換成指數(shù)整倍數(shù)、分?jǐn)?shù)如化學(xué)計量數(shù)，其有效位數(shù)為任意位，e、

等也同樣pH=5.12lg3.82(2位有效數(shù)字）化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院有效數(shù)字中“0”的作用

數(shù)據(jù)中的“0”如果作為普通數(shù)字使用，它就是有效數(shù)字；作為定位用，則不是。如滴定管讀數(shù)22.00mL，為4位有效數(shù)字。改用升表示，為0.02200L，為4位有效數(shù)字。可用指數(shù)形式定位尾數(shù)為“0”的小數(shù)，以防止有效數(shù)字的混淆。如25.0mg改寫成

g時，應(yīng)寫成2.50

104

g，不能寫成25000

g。單位可以改變，但有效數(shù)字的位數(shù)不能任意增減?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則數(shù)字修約——確定有效位數(shù)后對多余位數(shù)的舍棄過程，其規(guī)則為修約規(guī)則?！八纳崃胛辶綦p;五后非零就進(jìn)一；五后皆零視奇偶，五前為偶應(yīng)舍去，五前為奇應(yīng)進(jìn)一”。當(dāng)尾數(shù)≤4時舍棄；尾數(shù)≥6時則進(jìn)入；尾數(shù)=5時，按5前面為偶數(shù)者舍棄；為奇數(shù)者進(jìn)位。3.7464

3.7463.5236

3.5247.21550

7.2166.53450

6.534尾數(shù)不止5時一律進(jìn)位6.53451

6.535化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院某有效數(shù)字的首位≥8，則可多計算一位。如8.58可視為4位有效數(shù)字。使用計算器作連續(xù)運(yùn)算時，運(yùn)算過程中不必對每一步的計算結(jié)果進(jìn)行修約，但最后結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)必須按照以上規(guī)則正確地取舍?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院將下列數(shù)據(jù)修約到保留兩位有效數(shù)字：2.33425,2.47321,2.4506,2.2500,2.5500,2.0502.32.52.52.22.62.0化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院運(yùn)算規(guī)則加減法——有效位數(shù)以絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。例如:50.1+1.45+0.5812=?每個數(shù)據(jù)最后一位都有

1的絕對誤差，在上述數(shù)據(jù)中，50.1的絕對誤差最大(

0.1)，即小數(shù)點后第一位為不定值，為使計算結(jié)果只保留一位不定值，所以各數(shù)值及計算結(jié)果都取到小數(shù)點后第一位。

50.1+1.45+0.5812=50.1+1.4+0.6=52.1化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院乘除法——有效位數(shù)以相對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即有效位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。2.1879

0.154

60.06=2.19

0.154

60.1=20.3各數(shù)的相對誤差分別為:

1/21879100%=

0.005%

1/154100%=

0.6%

1/6006100%=

0.02%上述數(shù)據(jù)中，有效位數(shù)最少的0.154，其相對誤差最大，因此，計算結(jié)果也只能取三位有效數(shù)字?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院練習(xí)1.甲乙兩人用光度法測定鋁合金中微量鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其結(jié)果如下；甲：0.19%，0.19%，0.20%，0.21%，0.21%

乙：018%，0.20%，0.20%，0.20%，0.22%試比較兩人測得值的精密度,分別以平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差表示.2.用K2Cr2O7作基準(zhǔn)試劑，對Na2S2O3溶液的濃度進(jìn)行測定，共用了四次測定其濃度為：0.1042mol/L，0.1044mol/L，0.1045mol/L，0.1047mol/L。試問上述各值中是否有該舍去的離群值（用Q檢驗法進(jìn)行判斷，設(shè)置信度為90%）。（P=0.9,n=4,查表得Q0.90=0.76）化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院酸堿滴定法1.布朗斯特酸堿質(zhì)子理論酸：凡是能給出質(zhì)子（H+）的物質(zhì)是酸堿：凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿2.共軛酸堿對酸質(zhì)子+堿HBH++B-酸堿可以是陽離子，陰離子，也可以是中性分子。有酸才有堿，有堿必有酸，酸中有堿，堿可變酸。

酸堿

HCl

Cl-+H+

HAcAc-+H+NH4+NH3+H+H3PO4H2PO4-+H+H2PO4-HPO42-+H+

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院酸堿反應(yīng)實質(zhì)：任何酸堿反應(yīng)都是兩個共軛酸堿對之間的質(zhì)子傳遞反應(yīng)。

HAcH++Ac-

酸1堿1H2O+H+H3O+

堿2酸2

總反應(yīng)為

HAc+H2OH3O++Ac-

酸1堿2酸2堿1NH3+H2OOH-

+NH4+

堿1酸2堿2酸1化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在水分子之間存在著的質(zhì)子傳遞作用，稱為水的質(zhì)子自遞作用。這種作用的平衡常數(shù)稱為水的質(zhì)子自遞常數(shù)（或水的離子積）：

Kw=c(H3O+)c(OH－)

或：Kw=c(H+)c(OH－)

在25℃：Kw=10-14

3.水的質(zhì)子自遞反應(yīng)

H2O+H2OH3O++OH-

pKw=化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院4、弱酸弱堿解離平衡

酸堿的強(qiáng)弱取決于酸給出質(zhì)子或堿接受質(zhì)子的能力。用離解常數(shù)Ka和Kb

可以定量地說明酸堿的強(qiáng)弱程度。

HAc+H2OH3O++Ac－

HAc

的共軛堿的解離常數(shù)Kb為：

Ac－+H2OHAc+OH－Kb＝

Ka·Kb=c(H+)c(OH－)=Kw

=10-14（25℃）

Ka＝

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

HAc+H2OH3O++Ac-

NH4++H2OH3O++NH3

HS-+H2OH3O++S2-比較下列弱酸弱堿的強(qiáng)弱越大，酸的強(qiáng)度越大,由＞＞可知酸的強(qiáng)弱順序為：HAc＞NH4+＞HS-?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

Ac-+H2OOH-+HAc

NH3+H2OOH-+NH4+

稱為堿的解離常數(shù)。越大，堿的強(qiáng)度越大。一種酸的酸性越強(qiáng)，其值越大，則其相應(yīng)的共軛堿的堿性越弱，其值越小。

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院多元弱酸、弱堿在水溶液中是逐級解離的:H3PO4+H2OH3O++H2PO4-H2PO4-

+H2OH3O++HPO42-

HPO42-

+H2OH3O++PO43-三種酸的強(qiáng)度為：H3PO4

＞H2PO4-

＞HPO42-

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院酸堿指同一反應(yīng)，編碼順序不一樣

可見，在共軛酸堿對中，若酸的酸性越強(qiáng)，則其共軛堿的堿性就越弱；若堿的堿性越強(qiáng)，則其共軛酸的酸性就越弱。Ka1>Ka2>Ka3Kb1>Kb2>Kb3總結(jié)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

酸堿平衡中有關(guān)濃度的計算

一、分析濃度和平衡濃度：分析濃度：溶液體系達(dá)平衡后，各組型體的平衡濃度之和。平衡濃度：溶液體系達(dá)平衡后，某一型體的濃度。二、水溶液中酸堿的分布系數(shù)

δ=[某種型體平衡濃度]分析濃度化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院可見：分布分?jǐn)?shù)決定于該酸堿物質(zhì)的性質(zhì)和溶液中H+的濃度,而與其總濃度無關(guān).

一元酸堿溶液的分布分?jǐn)?shù)如：HAc，設(shè)其總濃度為CHAc化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院討論：隨溶液的pH值增大而減小，隨溶液的pH值增大而增大當(dāng)時，pH=pKa=4.74

當(dāng)pH＜pKa，醋酸主要以HAc形式存在；

當(dāng)pH＞pKa，醋酸主要以Ac－形式存在；化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例：計算pH=5.0時，HAc溶液（0.1000mol/L）

中HAc和Ac-的分布系數(shù)及平衡濃度解：練習(xí)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

pH=-lgc(H+)

pOH=-lgc(OH-)在常溫下，水溶液中有：

c(H+)c(OH－)=1.0×10-14則有，溶液的pH值化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

酸性溶液中：c(H+)＞c(ＯH－)，pH＜7＜

pOH

中性溶液中：c(H+)=c(ＯH－)，pH=7=pOH

堿性溶液中：c(H+)＜c(ＯH－)，pH＞7＞pOH如果pH＜0，則c（H+）＞1mol.L-1，如果pH＞14，則c（OH－）＞1mol.L-1，此時，用物質(zhì)的量濃度（mol.L-1）更方便?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1.一元弱酸（堿）一元弱酸HA：

c(H+）=c(A-)+c(OH-)由平衡常數(shù)式可得：

，

代入得：

酸堿溶液pH的計算化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院當(dāng)時，可忽略因此

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院整理成：這是計算一元弱酸水溶液酸度的近似式。

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院當(dāng)，且時，可認(rèn)為

c（H+）與相比可忽略，可得最簡式

：

當(dāng)，但時，則水的解離不可忽略，化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院解：已知=0.10mol.L-1，=5.0×10-2，，但，用近似式求算，

pH=2.10

例：

計算0.1mol.L-1CHCl2COOH（二氯代乙酸）溶液的pH值。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例4-6計算0.050mol.L-1NH4Cl溶液的pH值。解:NH4+是NH3的共軛酸。已知NH3

的=1.8×10-5，且可用最簡式計算，得

pH=5.28化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院一元弱堿溶液近似式為：

最簡式為：

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例4-8計算0.10mol.L-1

NaAc溶液的pH值。=1.8×10-5化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院例4-8計算0.10mol.L-1

NaAc溶液的pH值。解：Ac-是HAc的共軛堿。由HAc的=1.8×10-5可得

Ac-的。由于，且，故可采用最簡式計算。

pOH=5.13pH=14.00–5.13=8.87化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院練習(xí)：計算下列溶液的PH值1、0.0100mol/L的HCl溶液；2、2x10-7mol/L的HCl溶液；3、0.2000mol/L的HAC溶液；ka(HAC)=1.8x10-54、0.

20x10-5mol/L的HAC溶液；5、0.2000mol/L的NaOH溶液；6、0.2000mol/L的氨水kb(NH3)=1.8x10-57、20gNaAc固體與1.0mol/L的150mlHAC溶液混合，稀釋至1L;8、100ml1.0mol/L的HCl溶液與200ml1.5mol/L的氨水混合，稀釋至1L?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院酸堿緩沖溶液是一種對溶液酸度起穩(wěn)定作用的溶液，它能抵抗少量酸堿或在一定范圍內(nèi)的稀釋。

緩沖溶液按其緩沖范圍一般分為兩大類：

1.

弱酸及其共軛堿（或弱堿及其共軛酸）——兩性物質(zhì)組成。如：HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、鄰苯二甲酸氫鉀、酒石酸氫鉀等等。

一般緩沖范圍：2<pH<12

2.

強(qiáng)酸或強(qiáng)堿緩沖溶液——強(qiáng)酸或強(qiáng)堿組成。如：HCl、HNO3、NaOH、KOH等。

一般緩沖范圍：pH<2,pH>12酸堿緩沖溶液化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院緩沖溶液pH值的計算——最簡式

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

[例1]0.1mol/Ｌ的HAc---0.1mol/L的NaAc溶液的pH=?

[解]

cNaAc

0.1

pH=pKa+lg———=4.74+lg

——

cHAc

0.1

=4.74=pKa化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院配制pH=4.00濃度為1.0mol.L-1的緩沖溶液1.0L,HAc和NaAc各需多少克？已知Ka=1.8x10-5,pka=4.74.化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

75*酸堿指示劑一、作用原理二、變色范圍及用量三、混合指示劑返回化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

酸堿指示劑自身是弱的有機(jī)酸或有機(jī)堿，其共軛酸堿對具有不同的結(jié)構(gòu)，且顏色不同。當(dāng)溶液的pH值改變時，共軛酸堿對相互發(fā)生轉(zhuǎn)變、從而引起溶液的顏色發(fā)生變化。酸堿指示劑：一、作用原理化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院*如:甲基橙指示劑MerhylOrange(MO)—雙色pH≤

3.1,酸式色，紅色pH

：3.1~4.4，混合色，橙色pH≥4.4堿式色，黃色化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院如:酚酞指示劑Phenolthalein(PP)pH≤

8.0，酸式色，無色pH

：8.0~9.6，混合色，微紅色pH≥9.6,堿式色，紅色化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院作用原理堿色酸色作用于人眼的顏色由確定，而又由確定,因此可由顏色的變化判斷[H+]的變化,確定滴定的終點。變色范圍化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

80*

≥10，堿式色=1，pH=pKa

≤0.1，酸式色理論變色點，酸堿式的混合色理論變色范圍pH=pKa±1返回化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院*

注意：

指示劑的變色范圍不是根據(jù)pKHIn計算出來的,而是依靠眼睛觀察出來的；人眼對各種顏色的敏感程度不同實際與理論略有差別，一般不大于2個pH也不小于1個pH單位，多在1.6~1.8個pH單位。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院*指示劑變色范圍酸式色堿式色pKHIn

MO3.1~4.4紅黃

3.4MR4.4~6.2紅黃5.0PP8.0~9.6無紅9.1常用的酸堿指示劑：化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院*指示劑用量(1)對于雙色指示劑:如甲基橙，從平衡看不影響，但用量太多，二者顏色不易辨；(2)對單色指示劑：用量多少對變色范圍有影響。如酚酞堿式色最低濃度為c0如果c增大了，因Ka,c0是定值[H+]會增大，即在較低pH值變色?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

84*混合指示劑①使用兩種指示劑，利用彼此顏色之間的互補(bǔ)作用，使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基紅；②由指示劑與惰性染料（如亞甲基藍(lán)，靛藍(lán)二磺酸鈉）組成的，是利用顏色的互補(bǔ)作用來提高變色的敏銳度。

在酸堿滴定中，有時需將滴定終點限制在很窄的范圍內(nèi)(如弱酸、堿滴定)，需要采用變色范圍窄，色調(diào)變化鮮明指示劑—混合指示劑。有兩種方法：例如:甲基橙和靛藍(lán)(染料)組成的混合指示劑,溴甲酚綠和甲基紅兩種指示劑所組成的混合指示劑返回化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

85*酸堿滴定曲線和指示劑的選擇學(xué)習(xí)酸堿滴定，主要從三個方面：判斷被測物質(zhì)能否被準(zhǔn)確測定、滴定過程中溶液pH值的變化、及如何選擇指示劑。返回化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院酸堿滴定曲線滴定過程中溶液的pH值隨滴定劑加入的變化情況即為滴定曲線。滴定曲線的作用：

到達(dá)滴定終點時，消耗的滴定劑體積;

判斷滴定突躍的大?。淮_定滴定終點與化學(xué)計量點之差；選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞?。化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的滴定以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L的HCl溶液：(一)滴定過程1.滴定前化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.至化學(xué)計量點前假設(shè)滴入19.98mL的NaOH溶液(相對誤差為－0.1％)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.化學(xué)計量點時4.化學(xué)計量點后假設(shè)滴入20.02mL的NaOH溶液(相對誤差為＋0.1％)化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL同濃度的HCl滴入NaOH的體積/mL滴定分?jǐn)?shù)T溶液的pH0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0000.9000.9900.9991.0001.0011.0101.1002.0001.002.283.304.307.009.7010.7011.6812.52化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院(二)滴定曲線計量點前后±0.1％相對誤差范圍內(nèi)溶液pH值變化，稱為滴定的pH突躍范圍，指示劑的選擇以此突躍范圍作為依據(jù)?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1.指示劑的變色范圍全部或大部分落在滴定的突躍范圍內(nèi)的指示劑可用于該滴定分析?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院不同濃度的強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定曲線0100200%

pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3酚酞甲基紅甲基橙5.04.49.06.24.43.10.01mol·L-1

0.1mol·L-1

1mol·L-12.對于強(qiáng)酸強(qiáng)堿，滴定的突躍范圍，隨滴定劑和被滴定物質(zhì)的濃度的改變而改變，濃度越小，突躍范圍越小。濃度增大10倍，突躍增加2個pH單位?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿用0.1000mol.L-1

HCl滴定20.00mL0.1000mol.L-1

NaOH

?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

95*0.10mol/L

NaOH↓0.10mol/L

HCl0.10mol/L

HCl↓0.10mol/L

NaOH滴定曲線化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

溶液中的H＋主要來自于HAc的離解1.滴定前強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿)的滴定以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L的HAc溶液：(一)滴定過程由于cKa≥20KW

、c/Ka≥500，與強(qiáng)酸相比，滴定起點的pH值抬高?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.至化學(xué)計量點前此時，形成了HAc－Ac－緩沖體系又因為：則化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院假設(shè)滴入19.98mL的NaOH溶液(相對誤差為－0.1％)3.化學(xué)計量點時

滴入20.00mL的NaOH溶液，HAc完全反應(yīng)生成NaAc化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院由于cKb≥20KW

、c/Kb≥500，化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.化學(xué)計量點后假設(shè)滴入20.02mL的NaOH溶液(相對誤差為＋0.1％)滴加體積：0～19.98mL；

pH=7.74-2.87=4.87滴加體積：19.98～20.02mL；

pH=9.7-7.7=

2

滴定開始點pH抬高，滴定突躍范圍變小。

化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院0.1000mol.L-1NaOH滴定20.00mL同濃度的HAc滴入NaOH的體積/mL滴定分?jǐn)?shù)T溶液的pH0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0000.9000.9900.9991.0001.0011.0101.1002.0002.895.706.737.748.729.7010.7011.6812.52化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線0100200T%pH121086420HAcAc－

Ac－+OH－突躍9.78.77.7HAcHCl1.滴定前,弱酸在溶液中部分電離,與強(qiáng)酸相比，曲線開始點提高；

2.滴定開始時,溶液pH升高較快,這是由于中和生成的Ac-產(chǎn)生同離子效應(yīng)，使HAc更難離解,[H+]降低較快；化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院同離子效應(yīng)定義：在弱電解質(zhì)溶液，當(dāng)加入一種與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時，弱電解質(zhì)的電離度顯著降低的現(xiàn)象。NH3·H2OOH—+NH4+加NaOH固體，［OH—］

平衡逆移,α

加NH4Cl固體，［NH4+］

平衡逆移,αHAcH++Ac—加NaAc固體，［Ac—］

平衡逆移,α加HCl氣體，［H+］

平衡逆移,α化工產(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在弱電解質(zhì)溶液中，加入與其含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時，使弱電解質(zhì)的電離度降低的現(xiàn)象稱同離子效應(yīng)?；ぎa(chǎn)品定性定量分析》寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院(二)強(qiáng)堿滴定弱酸滴定曲線0100200T%pH121086420HAcAc－

Ac－+OH－突躍9.78.77.7HAcHCl

3.

繼續(xù)滴加NaOH,溶液形成緩沖體系,曲線變化平緩；

4.接近化學(xué)計量點時,溶液中剩余的HAc已很少,pH變化加快化工產(chǎn)品定性定量分析》