电位法测定溶液的pH值

普通高等教育“十二五”国家级规划教材简明化学实验教程李清禄主编（授课教师：吴琼洁）厦门大学出版社电位法测定溶液的pH值一、实验目的1.了解滴定曲线的绘制方法；2.了解pH滴定的原理和进一步掌握酸度计的使用方法；3.了解确定终点的不同方法。二、实验原理电势滴定及滴定曲线绘制的原理酸度计的工作原理以NaOH标准溶液滴定HAc的过程中，利用酸度计测量溶液的pH值变化，然后以加入的NaOH溶液的体积VNaOH为横坐标，pH为纵坐标，绘出pH~VNaOH滴定曲线。曲线上有一个垂直的或几乎垂直的部分，它表示当加入小量标准溶液时pH发生了突变。电势滴定及滴定曲线绘制的原理在滴定曲线上突越的前后两个拐点分别作切线，作两切线的垂线段，该垂线段的中垂线与滴定曲线的交点即为滴定终点，因此，从得到的滴定曲线，通过作图法便可求出化学计量点时的pH值和VNaOH，把得到的pH值与理论计算的及根据指示剂颜色变化得到的进行比较。酸度计的工作原理酸度计测量pH，是在待测溶液中插入一复合电极构成原电池，并接上精密电位计，即可测量该电池的电动势。由于待测溶液的pH不同，所产生的电动势也不同，因此，用酸度计测量溶液的电动势，即可测得待测溶液的pH。酸度计是一种电化学测量仪器，除了主要用于测量水溶液的pH外，还可用于测量电极电位。复合电极（梅特勒）三、基本操作酸度计的使用碱式滴定管的使用PB-10酸度计（1）电极准备*①拔掉电极上的运输保护盖。②用蒸馏水冲洗电极以清除沉积盐。③甩动医用体温计一样甩动电极以排除气泡。④将电极浸泡于3MKCl溶液2h以活化电极。⑤将电极与测试仪联接。1、酸度计的使用①预热。接通电源对主机预热10min。②先按“Mode”键，选择合适的测定模式——pH，再按“Enter”键确认。③按“Setup”（设定）键，出现“Clear”，再按“Enter”键以清除以前的校准记录（没有显示Clear则直接进入下一步）。④按“Setup”键，直至显示屏显示缓冲组“1.68,4.01,6.86,9.18,12.46”，或你所要求的其他缓冲液组，按“Enter”确认。（2）校准⑤将复合电极用蒸馏水冲洗，滤纸吸干后浸入第一种缓冲液（6.86），摇动烧杯使溶液均匀，等到数值达到稳定并出现“S”时，按“Standardize（校正）”键，仪器将自动校准，（如果校准时间较长，可按Enter键手动校准）作为第一校准点数值被存储。静待显示屏下方显示电极斜率曲线及电极斜率值，如该测量值在90~105%范围内，可接受，表示已校准，显示“Ok”字样，紧接着在显示屏左下角显示“6.86”。⑥用蒸馏水冲洗电极，滤纸吸干后浸入第二种缓冲液（4.01），用上述相同的方法进行第二点校准。2点缓冲溶液正确校准后，显示屏左下方将显示“4.016.86”，这样就说明仪器处于最佳工作状态。⑦如果显示错误信息（Error），电极应再冲洗，并按上述步骤重新校准。①校准结束后，用蒸馏水冲洗电极，滤纸吸干后将电极浸入待测溶液。②轻轻摇动烧杯，等到数值达到稳定，出现“S”时，即可直接读取测量值。（3）测量（4）注意事项①用蒸馏水冲洗电极，用滤纸吸干电极球部，不要用滤纸擦拭玻璃膜，避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。②正确校准后显示屏下方应同时出现“4.016.86”。③电极浸入溶液后，搅拌均匀（或用电极轻轻搅拌几下），可使电极响应速度更快（数值更快稳定）。④测量溶液pH时，不要再按操作键盘上任何键。⑤实验结束，电极用蒸馏水冲洗后，检查电极的玻璃球部是否完全浸没于3M氯化钾溶液中。2、碱式滴定管检漏：检查滴定管是否漏水时，可将滴定管内装水至“0”刻度左右，并将滴定管夹在管架上，放置1至2分钟，若滴定管刻度不变，则说明滴定管不漏。洗涤：自来水冲洗，蒸馏水精洗；留有水膜，不挂水珠排气泡：务必排净。将碱式滴定管倾斜约45°，把橡皮管向上弯曲，捏起乳胶管使溶液从管口喷出，即可排除气泡。读数：读数前，滴定管应垂直静置1min。读数时，管内壁应无液珠，管出口的尖嘴内应无气泡，尖嘴外应不挂液滴，否则读数不准。滴定：将滴定管下端插入烧杯口内约1cm处，再进行滴定。用左手的拇指与食指捏住玻璃珠外侧的乳胶管向外捏，形成一条缝隙，溶液即可流出。但要注意不能使玻璃珠上下移动，更不能捏玻璃珠下部的乳胶管以免产生气泡。烧杯的搅拌：用烧杯滴定，则右手持玻璃棒作圆周搅拌溶液，注意玻璃棒不要碰到杯壁和杯底。四、实验用品1、仪器酸度计移液管(25mL)碱式滴定管(50mL)洗耳球烧杯(100mL)洗瓶玻棒2、药品NaOH(0.1mol/L)HAc(0.1mol/L)酚酞（0.2%）五、实验内容1.指示剂法确定滴定终点用移液管准确移取25.00mL0.1mol/LHAc溶液于100mL烧杯中，加入2滴0.2%酚酞指示剂，用碱式滴定管中的0.1mol/LNaOH标准溶液滴定至溶液刚出现淡红色半分钟不褪为止。记录滴定终点时加入NaOH溶液的体积V，并测定其pH值，以供下面测定pH值时作为参考。2.滴定曲线的绘制（1）用移液管准确移取25.00mL0.1mol/LHAc溶液于100mL烧杯中，在不断搅拌下从碱式滴定管中准确加入(V-15.00)mL0.1mol/LNaOH标准溶液，搅拌混合均匀后，用酸度计测定其pH，记录加入NaOH溶液的体积和pH。（2）用上面同样的方法，逐次加入一定体积的NaOH后，用酸度计测定溶液的pH，每次加入NaOH溶液的体积，可参考下面的方法：①在离滴定终点5mL以前，每次加入10.00mL；②在离滴定终点前5mL以内，每次加入2.00mL；③在离滴定终点前1mL以内，依次加入0.50、0.20、0.20、0.10mL；④在离滴定终点后1mL以内，依次加入0.10、0.20、0.20、0.50mL；⑤在超过滴定终点1mL以后，每次分别加入1.00mL。七、结果与分析1、数据记录VNaOH(mL)V-15.00V-5.00V-3.00V-1.00V-0.50V-0.30V-0.10pH值VNaOH(mL)VV+0.10V+0.30V+0.50V+1.00V+2.00V+3.00pH值2.滴定曲线绘制以NaOH体积为横坐标，pH为纵坐标，绘制pH~VNaOH曲线。（坐标纸，铅笔，圆滑线，标示计量点坐标和图名）3.从滴定曲线求出反应计量点的pH和VNaOH。4.比较滴定终点pH、理论计算计量点pH和从滴定曲线求得计量点pH，分析误差的原因。六、思考题1.测绘滴定曲线的意义。2.当HAc完全被NaOH中和时，反应计量点的pH值是否等于7，为什么？3.从你绘制得到的滴定曲线的形状说明些什么？