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4课时 酸碱中和滴定
[ 学习目标 ]
1、理解酸碱中和滴定的原理,会选择中和滴定指示剂
2、掌握酸碱中和滴定仪器的使用、实验操作方法
3、通过酸碱中和滴定测定酸或碱的浓度,掌握数据分析及处理方法.
重点:酸碱中和滴定仪器的实验操作方法
难点:数据分析及误差的分析
并不是非此即彼的关系/醋酸特例
复习回顾
1、Kw
2、pH,pOH
3、pH计算
KW = c(H+) ∙ c(OH-)
pH=-lg c(H+) c(H+) =10-pH
pOH = - lg c(OH-) c(OH-) =10-pOH
常温 pH+pOH=14
酸算酸c(H+)
碱算碱c(OH-)
用已知浓度的酸(或碱)溶液来测定未知
浓度的碱(或酸)溶液浓度的一种定量分析
方法。
中和反应实质 H++OH-=H2O
c待测
c标准
V 标准
V 待测
三、酸碱中和滴定:
1.原理
完全中和 n(H+) =n (OH-)
c(H+)= 或 c(OH-)
则c酸·V酸 = c碱·V碱
这个方法测定的具体原理其实就是酸碱中和。
2.仪器
三、酸碱中和滴定:
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、
烧杯、容量瓶、洗瓶等
精确度:0.01mL
滴定管:分类、构造
酸式滴定管:玻璃活塞
碱式滴定管:橡胶管、玻璃珠
盛装 酸性溶液(除了HF溶液)、
氧化性溶液酸
原因:会腐蚀橡胶。
盛装碱性溶液
原因:会与磨口玻璃处反应,生成有黏性的Na2SiO3,导致活塞与导管粘连。
2.仪器
三、酸碱中和滴定:
带玻璃球的橡胶管
使用前需要检漏
标识:温度(25℃)、容积(25mL或50mL)、
0刻度在上端,最大刻度在下端。
尖嘴部分无刻度,溶液装至“0”时,
体积大于所标容积。
精确度:最小刻度是0.1mL,
读数时精确到0.01mL
用途:滴定、量取
读数:△V = V末 - V初
三、酸碱中和滴定:
2.仪器
滴定管:
10
8
量筒
9.1mL
20.45mL
36.10mL
ΔV = V末-V初= 36.10 mL-20.45 mL= 15.65 mL
量筒没有“0”刻线,
读数由下往上读,
量筒的精确值是0.1mL
滴定管“0”刻度在上端,读数由上往下读
三、酸碱中和滴定:
2.仪器
滴定管:读数
滴定管的构造对比
酸式滴定管 碱式滴定管
相同点
不同点
内径均匀、带有刻度的细长玻璃管
标有规格、温度、“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度
最小刻度0.1mL,需估读到0.01 mL
下端磨口玻璃塞
不能装碱性溶液
下端由乳胶管、玻璃珠组成的阀
不能装酸性和
强氧化性溶液
三、酸碱中和滴定:
(1)滴定管的准备
检漏—洗涤—润洗—注液—赶气泡—调液—读数
润 洗:用标准液或待测液分别润洗酸式滴定管和 碱式滴定管。
检漏:检查滴定管活塞是否漏水
洗涤:用蒸馏水洗涤2-3遍
具体操作(教材P91):从滴定管的上口加入3~5mL所要盛装的酸或碱溶液,倾斜着转动滴定管,使液体湿润全部滴定管内壁。然后,一手控制活塞(酸式滴定管轻轻转动活塞;碱式滴定管轻轻挤压玻璃球),将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中。
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
润洗目的:防止加入的待测液/标准液被稀释,造成实验误差。
3.试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水
调液面:调节液面至零或零刻度线以下。
装液:使液面位于0刻度线以上2-3cm,并将
滴定管固定在滴定管夹上。
赶气泡:排除滴定管内气泡,使其充满溶液。
排除碱式滴定管尖嘴处气泡
排除酸式滴定管尖嘴处气泡
快速放液
读 数:视线和凹液面最低点相切(平视),
读数记为V初
检漏—洗涤—润洗—装液—赶气泡—调液—读数
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(1)滴定管的准备
三、酸碱中和滴定:
(2)取待测液 加指示剂(2-3滴)
从碱式滴定管准确量取20.00mL待测NaOH溶液于锥形瓶。
4.滴定步骤:
锥形瓶
洗涤→装液→ 滴指示剂2-3滴
为什么用水洗后,滴定管要润洗?锥形瓶不能润洗?
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
三、酸碱中和滴定:
酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱,它们在溶液中存在电离平衡,其分子与电离出的离子呈现不同的颜色。
粗略测定pH范围
4.滴定步骤:
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
(2)取待测液
加指示剂(2-3滴)
三、酸碱中和滴定:
pH 1 2 3.1 4.4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
甲基橙 红色 橙色 黄色
石蕊 红色 紫色 蓝色
酚酞 无色 浅红色 红色
甲基橙:3.1—4.4
石蕊:5.0—8.0
酚酞:8.2—10.0
如何选择指示剂?
4.滴定步骤:
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
(2)取待测液
加指示剂(2-3滴)
三、酸碱中和滴定:
根据滴定终点溶液酸碱性选择:
碱性时,选酚酞;
酸性时,选甲基橙;
中性时,酚酞、甲基橙均可。
4.滴定步骤:
通常选用酚酞或甲基橙作指示剂
而不选用变色范围较宽的石蕊。
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
(2)取待测液 加指示剂(2-3滴)
(3)滴定
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
左控右摇眼观色
滴定过程中先快后慢,
当接近终点时,逐滴加入,
应一滴一摇,甚至半滴一摇。
半滴怎么取?
左手控制玻璃活塞,使锥形瓶内壁接触滴定管的尖嘴,用锥形瓶内壁“刮”下半滴标准液。
20.00 mL待测NaOH溶液
0.1000mol/L
盐酸
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
手、眼
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
终点判断
当滴入最后半滴0.1000 mol/L盐酸标准液时,溶液由浅红色变为无色,且半分钟(或30s)内不恢复为原来的颜色,即达到终点。
滴定终点判断
答题模板:
当滴入最后半滴×××溶液后,溶液由××色变成××色,且半分钟内不恢复原来颜色,说明达到滴定终点。
(3)滴定
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
注意:酸碱指示剂的颜色在pH突变范围发生明显的改变,但不一定是酸、碱的反应终点。在允许的误差表示反应已完全,即为滴定终点。
三、酸碱中和滴定:
(3)滴定
盐酸标准溶液→待测液NaOH溶液
正滴
NaOH溶液标准溶液→待测液盐酸
反滴
例:以0.1000 mol/LNaOH的标准溶液,测定20mL待测液盐酸溶液的浓度。
三、酸碱中和滴定:
(3)滴定
NaOH溶液标准溶液→待测液盐酸
反滴
HCl(ml) 0.00 18.00 19.68 19.98 20.00 20.02 20.32 22.00 40.00
溶液pH值 13 11.7 10.9 9.7 7.0 4.3 3.1 2.3 1.5
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(3)滴定
-0.1%
0.1%
9.7
7.0
4.3
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
误差 = (测量值-理论值) / 理论值
实验误差= (V实验(HCl)-V理论(HCl))/V理论(HCl)
= (19.98-20.00)/20.00
= - 0.1%
< 2% 误差允许内
指示剂变色点在突变范围内,误差可忽略不计,可将滴定终点看作是恰好完全反应的点。
反应终点
pH突变范围
酚酞
甲基橙
V(HCl)/mL 19.98
20.00
20.02
pH
例:常温下,以0.1000mol/L的HCl溶液滴定 20.00mL 0.1000mol/L
的NaOH溶液,完成下表(已知半滴溶液的体积为0.02mL )
少加半滴
多加半滴
恰好反应
9.7
7.0
4.3
①少加半滴盐酸时:
c(OH-) =
n(OH-)
V总
0.1000mol/L×0.02mL
(20.00+19.98) mL
=
=5×10-5 mol/L
pH=9.7
②多加半滴盐酸时:
c(H+) =
n(H+)
V总
0.1000mol/L×0.02mL
(20.02+20.00) mL
=
=5×10-5 mol/L
pH=4.3
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(3)滴定
误差计算
(4)读数并计算
准确读数
△V = V末 - V初
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
c待测
c标准
V 标准
V 待测
重复滴定2~3次,记录数据3次实验中,
若有一组数据偏离过大,则该数据应舍弃,用其余2次算△V平均值。
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
数据处理
实验编号 待测NaOH溶液的体积/mL 0.1000mol/L HCl溶液
滴定前读数 滴定后读数 体积/mL
1 20.00 0 19.86 19.86
2 20.00 0 19.20 19.20
3 20.00 0 19.74 19.74
算出2次滴定读取的△V(HCl)取平均值:
c(NaOH)=0.1×19.8/20
=0.99mol/L
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(4)读数并计算
例:以0.1000 mol/L的盐酸标准溶液,测定20mL待测液NaOH溶液的浓度。
舍去
c待测
c标准
V 标准
V 待测
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(5)误差分析:
c待测
c标准
V 标准
V 待测
任何不当的操作:若使c标准、V 标准、V 待测等变化都会引起c待测误差
操作不当 具 体 内 容 误差
仪器洗涤 酸式滴定管未用HCl润洗
碱式滴定管未用NaOH润洗
锥形瓶用NaOH润洗
锥形瓶用蒸馏水洗后未干燥
气泡处理 滴定前有气泡滴定后无气泡
滴定前无气泡滴定后有无气泡
偏高
偏高
偏低
不变
偏高
偏低
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(5)误差分析:
c待测
c标准
V 标准
V 待测
任何不当的操作:若使c标准、V 标准、V 待测等变化都会引起c待测误差
操作不当 具 体 内 容 误差
滴定过程 HCl漏滴出锥形瓶外
振荡时瓶内溶液溅出
读数方法 滴定前仰视,滴定后平视
滴定前平视,滴定后仰视
滴定前俯视,滴定后仰视
滴定前仰视,滴定后俯视
偏高
偏低
偏低
偏高
偏高
偏低
三、酸碱中和滴定:
4.滴定步骤:
(5)误差分析:
c待测
c标准
V 标准
V 待测
任何不当的操作:若使c标准、V 标准、V 待测等变化都会引起c待测误差
操作不当 具 体 内 容 误差
其他 滴HCl终点时尖咀悬一滴溶液
指示剂变色即停止滴定
滴定结束立即读数
锥形瓶中待测液加水稀释
一滴标准液附在锥形瓶壁上未流下
偏高
偏低
偏低
无影响
偏高
小结
1、酸碱中和滴定原理
2、仪器
3、试剂
4、实验步骤(1)滴定管的准备
(2)取待测液 加指示剂 (3)滴定
(4)读数并计算 (5)误差分析
c酸·V酸 = c碱·V碱
c待测
c标准
V 标准
V 待测
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、 烧杯、容量瓶、洗瓶等
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水
1.正误判断
(1)滴定管下端连有橡胶管的为酸式滴定管
(2)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时,
管内液体的体积大于24.00 mL
(3)用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液
(4)量取20.00 mL待测液时可用量筒量取
(5)滴定管盛标准溶液时,调液面一定要调到“0”刻度
(6)用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,可选用石蕊溶液作指示剂
×
√
√
×
×
×
小试牛刀
2.某50 mL规格的碱式滴定管装有溶液到如图刻度线:
(1)读数为 。
(2)管内液体的体积 。
A. 50.00 mL B. 49.30 mL C. >49.30 mL D. >48.70 mL
(3)管内溶液可能为 。
A. KMnO4溶液 B. Na2CO3溶液 C. 稀盐酸 D. KOH溶液
(4)挤压下端玻璃珠,液面下降至25.00 mL时,放出溶液体积为 。
1
0
小试牛刀
0.70
B
BD
24.30mL
3.用酸碱中和滴定
(1)滴定时,用0.200 0 mol·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用______作指示剂。
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞
B
石蕊颜色变化不明显
(2)滴定过程中,眼睛应注视_______________________;在铁架台上垫一张白纸,其目的是_____________________________________________。
(4)若用酚酞溶液作指示剂,滴定终点时,溶液颜色如何变化?
锥形瓶内溶液颜色的变化
便于观察锥形瓶内液体颜色的变化, 减小滴定误差
当滴入最后半滴盐酸时,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不变色
小试牛刀
4.用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是
( )。
C
A.可以用石蕊作指示剂
B.滴定前用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠吸收了少量 ,不影响滴定结果
D.当锥形瓶内溶液由橙色变为红色,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点
小试牛刀
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