。ㄈ)強(qiáng)酸滴定弱堿
強(qiáng)酸滴定弱堿與強(qiáng)堿滴定弱酸相類似,現(xiàn)以0.1000mol ·L-1HCL溶液滴定20.00ml0.1000 mol ·L-1氨水為例,說明滴定過程中PH值的變化及指示劑的選擇.上述滴定的反應(yīng)和反應(yīng)常數(shù)可表述為:
該反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)較大,可以預(yù)計(jì)反應(yīng)能較完全進(jìn)行.各滴定點(diǎn)PH值可通過計(jì)算求得滴定曲線如圖7-4。由圖可以看出,強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí),滴定突躍在酸性范圍內(nèi),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),溶液的PH值小于7.00,對(duì)于該例來說,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)溶液的PH值為5.28,突躍范圍是6.25-4.30。對(duì)于這種類型滴定所選指示劑的變色范圍應(yīng)在酸性范圍內(nèi)。甲基紅或溴甲酚綠是這類滴定中常用的指示劑。
圖7-4 用HCl滴定NH3.H2O的滴定曲線c(HCl)=c(NH3.H2O)=0.1000mol.L-1
圖7-5 HCl滴定Na2CO3的滴定的曲線
在強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí),弱堿的Kb值與濃度也應(yīng)滿足cKb≥10-8的條件,方可進(jìn)行準(zhǔn)確滴定。
(四)多元酸鹽的滴定
能夠用于滴定的多元酸鹽一般為強(qiáng)堿弱酸鹽,因?yàn)樗鼈兯馐谷芤撼蕢A性,故可用強(qiáng)酸進(jìn)行滴定。
Na2CO3是二元弱酸H2CO3的鈉鹽,由于H2CO3的兩級(jí)離解常數(shù)都很小,CO2-3、HCO-3水解后溶液的堿性足以用HCL直接滴定。因此,常將Na2CO3作為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HCL溶液的濃度,工業(yè)堿純度的測定也是基于它與HCL反應(yīng)。
滴定反應(yīng)分兩步進(jìn)行,在第一步時(shí)Na2CO3全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3。
Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl
所以到達(dá)第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí),溶液的PH值主要由NaHCO3決定,可按下式計(jì)算溶液的酸度:
繼續(xù)用HCL溶液滴定時(shí),發(fā)生第二步滴定反應(yīng),NaHCO3全部變成H2CO3而達(dá)到第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn):
這時(shí)的溶液為H2CO3的飽和溶液,在通常的情況下為0.04mol·L-1,則第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)溶液的[H+]為:
滴定過程中溶液的PH值的變化如圖7-5所示。
在PH為8.31和3.88附近各有一個(gè)滴定突躍。前一個(gè)突躍不大明顯,這是由于第一步滴定反應(yīng)的產(chǎn)物NaHCO3具有一定的緩沖作用以及碳酸的Ka1和Ka2相差不太大的緣故。這步滴定的指示劑常選用酚酞。第二個(gè)突躍范圍較明顯,通常用甲基橙指示劑。終點(diǎn)前溶液中H2CO3能與HCO-3組成緩沖體系,終點(diǎn)不易掌握。故在實(shí)際操作時(shí),當(dāng)反應(yīng)接近第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前,采用加熱或不斷振搖的辦法驅(qū)逐溶液中的CO2,這樣可以得到較為準(zhǔn)確的滴定終點(diǎn)。