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酸碱滴定原理

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酸碱 滴定 原理
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5 6 酸碱滴定基本原理及指示剂选择 强酸强碱的滴定 一元弱酸弱碱的滴定 多元酸碱的滴定 l滴定能否准确进行 l滴定过程中pH的变化规律 l怎样选择合适的指示剂 实验方案设计应考虑的问题 5 6 1强酸强碱的滴定 1 滴定过程中pH值的变化 2 滴定曲线的形状 3 滴定突跃 4 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 例 用0 1000 mol L 1 NaOH 滴定 20 00 mL 0 1000 mol L 1 HCl 滴定反应 设滴定至某一点 0 1000 mol L 1 NaOH 滴定体积为Vb 1 强酸强碱滴定 滴定反应 设滴定过程中 溶液中剩余的强酸浓度为 a mol L 1 过量的 强碱浓度为 b mol L 1 例 用0 1000 mol L 1 NaOH 滴定 20 00 mL 0 1000 mol L 1 HCl 滴定阶段PBE H 计算式 滴定前 H OH a H a 化学计量点 前 H OH a H a 化学计量点 H OH pH 7 00 化学计量点 后 OH H b OH b 滴定过程中溶液pH值的变化 分为四个阶段 滴定前 pH 1 00 化学计量点前 Vb 18 00ml H 5 26 10 3 mol L pH 2 28 Vb 19 98ml H 5 00 10 5 mol L pH 4 30 化学计量点 pH 7 00 化学计量点后 Vb 20 02ml OH 5 00 10 5 mol L pOH 4 30 pH 9 70 2 滴定曲线的形状 滴定开始 强酸缓冲区 pH 微小 随滴定进行 HCl 浓度降低 pH渐 SP前后0 1 pH 酸 碱 pH 5 4 继续滴NaOH 强碱缓冲区 pH 甲基橙 甲基红 酚酞 C mol L 1 强碱滴定不同浓度强酸 化学计量点 1 0 0 10 0 010 0 0010 滴定突跃 0 1 0 1 酸缓冲区 突跃区 碱缓冲区 V NaOH 中和 pH 0 000 001 00 18 0090 002 30 19 8099 003 30 19 9899 904 30 20 00100 07 00 20 02100 19 70 C mol L 1 滴定突跃跃 1 0003 30 10 70 0 10004 30 9 70 0 010005 30 8 70 影响突跃范围的因素 c的大小 3 滴定突跃 滴定突跃 化学计量点前后0 1 的变化引起pH值突然改变的现象 滴定突跃范围 滴定突跃所在的范围 理论意义 选择指示剂的依据 4 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素 浓度 浓度越大 滴定突跃范围越宽 可选指示剂越多 C增大10倍 滴定突跃增大2个pH单位 选择原则 最理想的指示剂应恰好在化学计量点变色点 实际原则 指示 剂在突跃范围内变色即可 指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内 续强碱滴定强酸 讨论 甲基橙 3 1 4 4 3 45 甲基红 4 4 6 2 5 1 酚酞 8 0 10 0 9 1 1 0 mol L NaOH 1 0 mol L HCl pH 3 3 10 7 选择甲基橙 甲基红 酚酞 0 1mol L NaOH 0 1mol L HCl pH 4 3 9 7 选择甲基红 酚酞 甲基橙 黄 0 01mol L NaOH 0 01mol L HCl pH 5 3 8 7 选择甲基红 酚酞 较差 强酸滴定强碱 如 用0 1000mol L HCl标液 滴定 0 1000mol L的 NaOH 滴定曲线形状类似强 碱滴定强酸 pH变化 相反 滴定突跃范围决定于 酸标液浓度及被测碱 浓度 指示剂的选择 甲基 红 酚酞 以甲基橙滴定至橙色 pH 4 则误差较大 突跃范围 9 70 4 30 可用酚酞 甲基红 如 用甲基橙 应从黄色滴 至橙色 pH 4 0 5 6 2 一元弱酸弱碱的滴定 1 滴定过程中pH值的变化 2 滴定曲线的形状 3 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 4 弱酸被准确滴定的判别式 OH HA A H2O 反应完全程度不高 强碱滴定弱酸 用0 1000 mol L 1 NaOH 滴定20 00 mL 初始浓度Ca 为0 1000 mol L 1 的弱酸HA 滴定反应 设滴定过程中 溶液中剩余的弱酸浓度为 Ca mol L 1 生成的 共轭碱浓度为Cb mol L 1 过量的强碱浓度为 b mol L 1 滴定阶段体系PBE H 计算式 滴定前HA H OH A 化学计量点前HA A H Cb OH A 化学计量点A H HA OH 化学计量点后A OH H b HA OH OH b 1 滴定过程中pH值的变化 1 Vb 0 2 2 V V b b V V a a HAc HAc NaAcNaAc SP SP前前0 1 0 1 时时 已加入 已加入NaOH 19 98mLNaOH 19 98mL NaOH 0 1000mol L HAc 0 1000mol L 20 00mL 3 Vb Va HAc NaAc 4 Vb Va NaOH NaAc SP后0 1 时 已加入NaOH 20 02mL 2 滴定曲线的形状 滴定前 曲线起点高 滴定开始 Ac pH 随滴加NaOH 缓冲能力 pH微小 滴定近SP HAc 缓冲能力 pH SP前后0 1 酸度急剧变化 pH 7 74 9 7 SP后 pH逐渐 同强碱滴强 酸 强碱滴定 弱酸 HAc HCl 突跃区 碱缓冲区 共轭缓冲区 pKa 化学计量点 8 72 突跃 突跃 滴定突跃 7 76 9 70 在弱碱性范围 Et 0 1 pH pKa 3 强碱滴定弱酸 只 可用弱碱性范围变 色的指示剂 2 87 3 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素 C Ka 1 Ka一定时 C越大 突跃范围越大 但这种影响有限 度 对极弱酸 即使是高浓度 突跃也很小 2 C一定时 Ka越大 突跃范围越大 指示剂的选择 滴定突跃在碱性范围内 应选在碱性范围变色的指示剂 如酚酞 百里酚酞等 4 弱酸能被准确滴定的判别式 目测法 Ca Ka 10 8 强酸滴定弱碱 HCl 0 1000mol L NH3 H2O 0 1000mol L 20 00mL 1 滴定曲线 与强碱滴定强酸类似 曲线变化相反 2 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 1 影响因素 被滴定碱的性质 浓度 2 指示剂选择 滴定突跃在酸性范围内 应选在 酸性范围变色的指示剂如甲基红 甲基橙等 本例滴定突跃 pH 6 34 4 30 选甲基红较好 3 弱碱能被准确滴定的判别式 Cb Kb 10 8 H3O A HA H2O 反应完全程度不高 续强酸滴定弱碱 讨论 滴定突跃范围 pH 6 34 4 30 指示剂选甲基红 甲基橙 5 6 3 多元酸 碱 滴定 1 滴定的可行性判断 包括能 否分步滴定的判断 2 化学计量点pHsp的计算 3 指示剂的选择 Ka1 Ka2 10 2 10 9 10 2 10 7 10 2 10 5 二元酸滴定的可行性判断 用0 1000 mol L 1 NaOH滴定同浓度 不同强度的二元酸 第一突跃小 第二突跃大 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 10 5 分步滴定至HA 和 A2 滴定有两个化学计量 点 pHsp1 pHsp2 滴 定有两个突跃 突跃 的大小与 pK有关 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 10 5 可准确滴定至HA 第一突跃较大第 二突跃较大 第一突跃大第 二突跃小 cKa1 10 8 cKa2 10 8 Ka1 Ka2 10 5 可准确滴定至A2 结论 对二元酸滴定 判断能否准确滴定 根据 判断能否准确分步滴定 根据 化学计量点pHsp计算 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 第一化学计量点 体系 H2PO4 为两性物质 计算 pH 4 71 第二化学计量点 体系 HPO42 为两性物质计算 pH 9 66 计量点pH值计算 第一化学计量点 第二化学计量点 指示剂的选择 9 66 4 71 甲基红 百里酚蓝 用0 1000 mol L 1 NaOH滴定0 1000 mol L 1 H3PO4 多元碱的滴定 HCl 0 1000mol L Na2CO3 0 1000mol L 20 00mL CO32 H HCO3 Kb1 10 3 75 HCO3 H H2CO3 Kb2 10 7 62 1 滴定可行性的判断 2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 多元碱的滴定 1 滴定可行性的判断 Cb Kb1 10 8 且Kb1 Kb2 104 第一级能被准确 分步滴定 Cb Kb2 10 8 第二级能被准确滴定 多元碱的滴定 2 化学计量点pH值的计算和指示剂的选择 1 第一级CO32 被完全滴定后 溶液组成NaHCO3 两性物质 2 当第二级HCO3 被完全滴定后 溶液组成CO2 H2O H2CO3 饱和溶液 0 04mol L 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙 多元碱的滴定 讨论 根据变色点pH选择指示剂 第一变色点 pH 8 37 选酚酞 第二变色点 pH 3 9 选甲基红
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