内容正文:
2024年1月14日12时7分
酸碱滴定曲线和指示剂选择
一、 强碱滴定强酸
例:0.1000 mol/L NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液。
a. 滴定前,加入滴定剂(NaOH) 0.00 mL 时:
0.1000 mol/L盐酸溶液的 pH = 1.0
b. 滴定中,加入滴定剂 18.00 mL 时:
[H+] = 0.1000 (20.00 − 18.00) / (20.00 + 18.00)
= 5.3 10-3 mol/L
溶液 pH = 2.28
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加入滴定剂体积为 19.98 mL 时:
(离化学计量点差约半滴)
[H+] = c VHCl / V
= 0.1000 (20.00 - 19.98) / (20.00 + 19.98)
= 5.0 10-5 mol/L
溶液 pH = 4.3
c. 化学计量点,即加入滴定剂体积为 20.00 mL
反应完全, [H+] = 10-7 mol/L,
溶液 pH = 7.0
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d. 化学计量点后
加入滴定剂体积为 20.02 ,过量0.02 mL(约半滴)
[OH−] = nNaOH / V
= ( 0.1000 0.02 ) / ( 20.00+20.02 )
= 5.0 10-5 mol / L
pOH = 4.3 ,
pH = 14-4.3 = 9.7
滴加体积:0 ~19.98 mL; pH =3.4
滴加体积:19.98 ~20.02 mL; pH = 5.4 滴定突跃
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表5-4 用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定
20.00 mL 0.1000 mol/LHCl溶液
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强碱滴定强酸滴定曲线的讨论:
在化学计量点前后(一般为±0.1%相对误差范围内),因滴定剂的微小改变而使溶液的pH 发生剧烈变化的现象,称为滴定突跃,突跃所在的pH变化范围,称为滴定突跃范围,简称突跃范围。
a.滴定突跃、突跃范围概念
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强碱滴定强酸滴定曲线的讨论:
b. 指示剂的选择原则
指示剂变色点与化学计量点并不一定相同,但相差不超过±0.02 mL.
指示剂的变色范围应全部或部分处于滴定突跃范围之内。相对误差< 0.1%。
c.酸碱的浓度大小影响突跃范围的宽窄:
浓度越小,突跃范围越窄;浓度越大,突跃范围越宽
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强酸滴定强碱:
右图中虚线所示是用c(HCl) = 0.1000 mol/L溶液滴定20.00 mL c(NaOH) = 0.1000 mol/L溶液所得滴定曲线,可见,强酸滴定强碱 与强碱滴定强酸的滴定曲线相似,亦是pH突跃较大且计量点pH =7,只是pH变化方向相反。
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二、强碱滴定一元弱酸
例:0.1000 mol/L NaOH 溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol/L HAc溶液。
绘制滴定曲线时, 通常用最简式来计算溶液的pH值
a. 滴定开始前,一元弱酸(用最简式计算)
pH = 2.87
与强酸相比,滴定开始点的pH抬高。
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b. 化学计量点前
开始滴定后, 溶液即变为HAc(ca)-NaAc(cb) 缓冲溶液;
按缓冲溶液的pH进行计算。
加入滴定剂体积 19.98 mL时:
ca = 0.02 0.1000 / ( 20.00 + 19.98 )
= 5.00 10-5 mol / L
cb = 19.98 0.1000 / ( 20.00 + 19.98 )
= 5.0010-2 mol / L
[H+] = Ka ca / cb = 10-4.74[5.0010-5/(5.0010-2)]
= 1.8210-8
溶液 pH = 7.74
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