酸堿滴定法(原理,酸堿滴定法,滴定曲線)

( 關(guān)鍵詞：滴定分析,酸堿滴定法,滴定曲線,指示劑,滴定突躍,滴定突躍范圍 )

酸堿滴定法是以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。利用該方法可以測定一些具有酸堿性的物質(zhì)，也可以用來測定某些能與酸堿作用的物質(zhì)。有許多不具有酸堿性的物質(zhì)，也可通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生酸堿，并用酸堿滴定法測定它們的含量。因此，在生產(chǎn)和科研實踐中，酸堿滴定法的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

　　一、滴定曲線與指示劑的選擇

　�。ㄒ�)強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸

　　強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸時發(fā)生的反應(yīng)為

　　上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kt為

　　現(xiàn)以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL，0.1000mol·L-1HCL.溶為例,討論滴定過程中溶液pH值的變化情況。

　　1．滴定前

　　溶液[H+]等于HCL的初始濃度：

[H⁺]=c(HCl)=0.100mol.L^-1

pH=-lg[H+]=1.00

　　2．化學(xué)計量點前

　　溶液的[H+]決定于剩余HCL的濃度

　　例如，當(dāng)?shù)稳?8.00mLNaOH溶液時,有90%的HCL被中和,剩余HCL物質(zhì)的量為0.1000×20.00-0.1000×18.00=0.2000mmol，此時溶液的總體積為38.00mL，則溶液的[H+]為：

　　[H⁺]=0.2000/38.00=5.3*10^-3(mol.L^-1)

　　pH=-lg[H⁺]=-lg5.3*10^-3=2.28

　　用類似的方法可求得當(dāng)加入19.98mL NaOH時溶液的PH值為4.30。

　　3．化學(xué)計量點時

　　當(dāng)加入20.00mLNaOH溶液時，HCL溶液被100%的中和，變成了中性的NaCL水溶液，故溶液的PH值由水的離解決定。

　　

　　4．化學(xué)計量點后

　　溶液的PH值由過量的NaOH的量和溶液的總體積決定。即

　　

　　例如，當(dāng)加入20.02ml NaOH溶液時, NaOH溶液過量0.02ml,溶液的總體積為40.02ml,則溶液的[OH-]為：

　　

　　pOH=4.30

　　pH=14.00-4.30=9.70

　　根據(jù)上述方法可以計算出不同滴定點時溶液的PH值，部分結(jié)果列于表7-1。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作圖，即可得到強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定曲線圖7-1中的a。 醫(yī)學(xué) 全在.線提供www.med126.com

圖7-1　NaOH與HCL的滴定曲線

c(NaOH)=c(HCl)　=0.1000mol.L^-1

圖7-1

表7-1　 用NaOH滴定HCL時溶液PH的變化（c（NaOh )=c（HCL)=0.1000mol·L-1)

V（加入NaOH) ml	被滴定HCL的百分含量%	V（剩余HCL) ml	V(過量NaOH)ml	[H3O+] mol·L-1	PH
0	0	20.00		1.00×10-1	1.00
19.00	90.00	2.00		5.26×10-3	2.28
19.80	99.00	0.20		5.02×10-4	3.30
19.98	99.90	0.02		5.00×10-5	4.30
20.00	100.00	0.00		1.00×10-7	7.00
20.02	100.1		0.02	2.00×10-10	9.70
20.20	101.0		0.20	2.01×10-11	10.70

　　滴定曲線不僅說明了滴定時溶液PH值的變化方向，而且也說明了各個階段的變化速度。從圖中可以看出，曲線自左至右明顯分成三段。前段和后段比較平坦。溶液的PH值變化緩慢，中段曲線近乎垂直。在化學(xué)計量點附近PH值有一個突變過程。這種PH值突變稱之為滴定突躍，突躍所在的PH值范圍稱為滴定突躍范圍（常用化學(xué)計量點前后各0.1%的PH范圍表示，本例的突躍范圍是（4.30-9.70)。

　　最理想的指示劑應(yīng)該能恰好在反應(yīng)的化學(xué)計量點發(fā)生顏色變化，但在實際工作中很難使指示劑的變色范點和化學(xué)計量點完全統(tǒng)一。因此，指示劑的選擇主要以滴定的突躍范圍為依據(jù)，通常選取變色范圍全部或部分處在突躍范圍內(nèi)的指示劑滴定終點，這樣產(chǎn)生的疑點誤差不會超過±0.1%。在上述滴定中，甲基橙（PH3.1-4.4)和酚酞(PH8.0-10.0)的變色范圍均有一部分在滴定的突躍范圍內(nèi),所以都可以用來指示這一滴定疑點此外,甲基紅、溴酚藍(lán)和溴百里酚藍(lán)等也可用作這類滴定的指示劑。

　　滴定突躍的大小與溶液的濃度密切相關(guān)。若酸堿濃度均增大10倍，滴定突躍范圍將加寬2個PH單位；反之，若酸堿濃度減小10倍，相應(yīng)的突躍范圍將減小2個PH單位�？梢姖舛扔�高突躍范圍越大，濃度越低突躍范圍越小，如果滴定時所用的酸堿濃度相等并小于2×10-4mol ·L-1，滴定突躍范圍就會小于0.4個PH單位，用一般的指示劑就不能準(zhǔn)確地指示出終點。故將c≥2×10-4mol ·L-1作為此類滴定能夠準(zhǔn)確進(jìn)行的條件。

　　強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的滴定曲線如圖7-1中的曲線b所示。指示劑的選擇及滴定反應(yīng)用及其滴定條件等與前述滴定相似。

[1] [2] [3] [4] [5] 下一頁