内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第3课时 酸碱中和滴定
思考与交流:实验室有一瓶标签污损的NaOH溶液,你通过哪些方法可以测出其准确浓度?
1.使用pH计
2.使用pH试纸
3.取一定体积的NaOH溶液,向其中滴加MgCl2溶液 ,直至沉淀不再产生,过滤沉淀,洗涤干燥,称量沉淀的质量。
4.取一定体积的NaOH溶液,向其中滴加已知浓度的盐酸,两者恰好中和完全,记录消耗盐酸的体积。
5.……
第2中不精确
2
一、酸碱中和滴定
1.概念
依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
标准溶液
待测溶液
2.原理:
酸碱恰好中和时:n(H+) = n(OH-)
即:c标V标 = c待V待 (一元酸、碱)
c待=
V待
c标V标
[课堂练习] 用0.1100mol/L的HCl溶液滴定23.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完成时,用去HCl溶液29.00mL。通过中和滴定测得NaOH溶液的物质的量浓度是多少?
解: HCl + NaOH = NaCl + H2O
1mol 1mol
c(HCl)•V[HCl(aq)] c(NaOH)•V[NaOH(aq)]
c(NaOH)=
=
= 0.1400mol/L
如果时间紧,此练习可以忽略
4
待测定
量取一定体积
已知0.1000 mol/L
c(HCl)
V(HCl)
c(NaOH)
=
.
V(NaOH)
【问题1】需测得哪些数据能计算出c(NaOH)?
讨论:实验室有一瓶未知浓度的NaOH溶液,一瓶浓度为0.1000 mol/L的HCl溶液,如何准确测出NaOH溶液的浓度?
V(HCl)
V(NaOH)
.
c(NaOH)
.
= c(HCl)
【问题2】要想测定的浓度结果更准确,你认为实验的关键是什么?
思考:在下列仪器中选出能够准确量取溶液体积的仪器
(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积
(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应
酸式滴定管
碱式滴定管
最小分刻度:0.1 mL
可估读到 0.01 mL
从形状上看哪种仪器误差更小?图片后期换了,换成清晰的
6
仪器a是酸式滴定管, 仪器b是碱式滴定管
① 读数精确度:0.01mL
② 酸式滴定管盛装:酸性、强氧化性试剂
碱式滴定管盛装:碱性试剂
标注温度、量程
“0”刻度线在上
玻璃塞
带玻璃珠的橡胶塞
注意:
酸式滴定管不能用于装碱性溶液,
碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液(如强氧化性的溶液)
3、主要仪器
7
练习:读出以下液体体积的读数
7
8
滴定管
8
7
量筒
8
4.滴定终点的判断
方法:在待测溶液中加入酸碱指示剂,通过颜色变化判断滴定终点
指示剂 变化范围
石蕊 pH<5红色 5~8紫色 >8蓝色
酚酞 pH<8.2无色 8.2~10浅红色 >10红色
甲基橙 pH<3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
常见酸碱指示剂的变色范围
酚酞:
石蕊:
甲基橙:
8.2
10
5
8
3.1
4.4
不选石蕊的原因?
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0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸,求恰好中和、少加或者多加1滴NaOH溶液时溶液的pH?一滴约0.04mL
解:①少加1滴NaOH溶液(盐酸过量1滴,V(NaOH)=19.96mL)
c(H+) =
0.04ml×0.1mol/L
40.00ml
=1×10-4mol/L
pH =-lg c(H+) = -lg(1×10-4)
= 4.0
②多加1滴NaOH溶液(NaOH溶液过量1滴,V(NaOH)=20.04mL )
c(OH_) =
=1×10-4mol/L
c(H+) =1×10-10mol/L
pH =10.0
【交流讨论】 从酸碱过量的角度分析pH突变原因
误差:0.04÷40=0.001=0.1%
0.04ml×0.1mol/L
40.00ml
10
酚 酞
甲基橙
VNaOH(mL) 0.00 10.00 19.00 19.96 19.98 20.00 20.02 20.04 24.00 30.00
pH 1.0 1.5 2.6 4.0 4.3 7.0 9.7 10.0 11.4 12.4
用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L的盐酸
突变
范围
滴定终点
11
0 10 19 19.96 19.98 20 20.02 20.04 21 30 1 1.5 2.6 4 4.3 7 9.7 10 11.4 12.4 氢氧化钠溶液的体积V(mL)
pH
问题:强酸与强碱“恰好”反应时,所得溶液的pH=7,用酚酞作指示剂时,实际滴定终点的pH=8.2,为什么可以将滴定终点当成“恰好”反应的点?
由曲线可以看出,在酸、碱中和滴定过程中,溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程,在此范围内,滴加很少的酸(或碱),溶液的pH就有很大的变化,能使指示剂的颜色变化明显,所以即使酚酞、甲基橙的变色不在恰好中和的pH=7的点上,但体积差距很小,可以忽略不计
图 0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HCl溶液的曲线
选择指示剂时,一般要求变色明显(所以一般不选用石蕊),指示剂的变色要在pH突变范围之内
中和滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,但不一定是酸碱恰好中和的点。通常有一定误差(允许误差)
石蕊变色:由红色变紫色变蓝色(酸色到碱色)
指示剂的选择
从字体的颜色中选的渐变色,拉长渐变更细致
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5. 滴定管的使用方法
①查漏:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
②润洗:滴定管在加入反应液之前,先用蒸馏水洗涤干净,然后分别用所要盛装的溶液润洗2~3遍。
③装液:分别将反应液加入相应滴定管中,使液面位于滴定管“0”刻度线以上2~3mL处。
⑤调液面记数据:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,然后调节滴定管液面使其处于某一刻度,准确读取数值并记录。
④赶气泡:酸式滴定管→快速放液;
碱式滴定管→橡皮管向上翘起
看个视频,然后再看文字
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6. 操作步骤
(2)滴定阶段:
(3)数据处理阶段:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
c标.V标= c待.V待
(1)准备阶段:
①检查是否漏水
②水洗
③润洗
④装液
⑤记录初读数
⑥取待测液
⑦加指示剂
⑧滴加标准液直至颜色发生明显变化
⑨记录末读数
⑩计算待测液浓度
①滴速:先快后慢,当接近终点时,改为滴加半滴标准溶液(利用锥形瓶内壁承接尖嘴处悬挂的半滴溶液)。
②终点的判断:滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在30s内不变色,视为滴定终点。
控制活塞
锥形瓶
摇动锥形瓶
内溶液颜色变化
滴定阶段需注意的事项
[例]用0.1032mol/L盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,重复三次的实验数据如下表所示。计算滴定所测盐酸的物质的量浓度
实验次数 盐酸体积/ml 待测NaOH溶液体积ml
1 27.83 25.00
2 26.32 25.00
3 27.85 25.00
27.83ml+27.85ml
2
=27.84ml
解:取两次用去盐酸体积的平均值:
c待=
c标V标
V待
0.1000mol/L×0.02008L
0.02000L
=
=0.1149mol/L
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课 堂 练 习
1.下面是一段关于酸碱中和实验操作的叙述:
①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次
②在锥形瓶中加入25.00 mL待测NaOH溶液
③加入几滴石蕊试液作指示剂
④取一支酸式滴定管,洗涤干净
⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定
⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶
⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直至滴定终点。
文中所述操作有错误的序号为 ( )
A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦
C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦
D
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2.室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1
NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。
下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.当V(NaOH溶液)=30.00 mL时,pH=12.3
C
本节课到此结束
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