滴定曲线

前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择滴定曲线：描述被测离子的浓度随标准溶液加入的体积变化曲线。酸碱滴定曲线：滴定时，溶液的pH值（[H+]）的变化用曲线表示出来每种滴定方法都要作滴定曲线，作滴定曲线的目的是选择指示剂及最佳滴定条件。前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择一元酸碱的滴定（一）强酸、碱的滴定：0.1000mol/LNaOH→20.00ml0.1000mol/LHCl定性考虑1.滴定前，pH很低，（由HCl决定）。2.随着OH-的加入，发生H++OH-→H2O的中和反应，导致pH增大，H+减少。3.加入的OH-的量与HCl的量符合化学计量关系——化学计量点（等当点）。pH=7.0，[H+]=[OH-]=10-7.0mol/L4.继续加入OH-，pH继续上升。∴整个过程是pH上升的过程。前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择计算：（1）未滴定时：溶液的pH值取决于HCl的原始浓度，[H+]=0.1000mol/L，pH=1.00（2）滴定开始后到等当点前，设为A点：溶液的pH取决于剩余的HCl，即加入19.98mlNaOH，剩余0.02mlHCl。)(1000.500.2098.1902.01000.0][15LmolHpH=4.3前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择（3）等当点时：pH由反应产物决定，NaOH+HCl→NaCl+H2O加入20mlNaOH，pH=pOH=7.0（4）等当点后，设为B点：pH取决于过量的NaOH，加入20.02mlOH-，NaOH过量0.02ml。)(1000.500.2002.2002.01000.0][15LmolOHpOH=4.3∴pH=9.7前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择为什么取A、B两点作为曲线的关键点？A点：%1.000.2002.0应加入20ml，但少加0.02ml（半滴）B点：%1.000.2002.0应加入20ml，但多加0.02ml（半滴）容易分析的误差要求为0.2%，即±0.1%前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择说明：等当点前的各点的计算遵守（2），等当点后的各点的计算遵守（4），从而计算出下表，据表上数据，画出滴定曲线：加入NaOH溶液剩余HCl溶液的体积V/ml过量NaOH溶液的体积V/mlpH值ml%0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.00090.099.099.9100.0100.1101.0110.0200.020.002.000.200.020.000.020.202.0020.001.002.283.304.31A7.009.70B10.7011.7012.50前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择酚酞等当点（化学计量点）A（19.98，4.3）B（20.02，9.7）甲基橙酚酞：无变红，易观察，在pH稍大于8时就能看到粉红色，此时超过等当点也不过半滴，误差不大于0.1%。%1.000.2002.0%1.000.2002.0在任何一点停止滴定误差都小于0.1%甲基橙：黄在红中不易观察，等到很黄了即pH=4.4才能观察的清楚，所以已在pH突跃内，误差不大于-0.1%20mlpHpH突跃1mol/L0.01mol/L前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择这条滴定曲线的作用：帮助我们选择合适的指示剂来指示终点的到达，首先分析一下曲线，1.起点很低，pH小，[H+]大，滴定开始时，溶液中HCl的量很大，pH值升高十分缓慢，随OH-的加入，H+含量减少，pH值的升高逐渐加快。2.当滴定接近于等当点时，溶液中剩余的HCl已极少，pH升高极快，即从A点到B点，pH从4.3变化到9.7（5个多单位），但OH-只是一滴之差(0.04ml)。pH突跃——在等当点附近由于一滴标液之差引起的pH的突然变化。前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择3.pH突跃分析：在pH突跃里任何一个时刻停止滴定，引起的误差是多大？A：%9.99%10000.2098.19即中和了HCl还剩10001%1.0B：%1.100%10000.2002.20即HCl完全中和，多余NaOH10001%1.0即在pH突跃范围的误差只有±0.1%（0.2%）容量分析的误差要求。前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择4.选择指示剂根据pH突跃选择，其原则是：指示剂的变色范围处于或部分处于等当点附近的pH突跃范围内。5.既然pH突跃如此重要，那么影响突跃的因素：从计算看：Co增大，ΔpH增大HClCo大pH减小A点计算NaOHCo大pH增大B点计算对于HCl→NaOH的曲线是一个道理，只是选择指示剂不能用甲基橙。如图所示：前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择（二）弱酸、碱的滴定：以0.1000mol/LNaOH→20.00ml0.1000mol/LHAc为例计算：1.未滴：取决于HAc)(1043.1108.11000.0][135LmolKaCHpH=2.872.A点：加入19.98mlNaOH，有未反应的HAc0.02ml，生成的Ac-有19.98ml，HAc-Ac-共存，组成缓冲溶液。则)(108.198.1902.0108.1][][][185LmolAcHAcKaH98.1900.201000.002.0][HAc98.1900.201000.098.19][AcpH=7.74前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择3.等当点：NaOH+HAc=NaAc+H2OAc-+H2O=HAc+OH-)(103.5108.11021000.0][16514LmolCKaKKCOHWb体积增大一倍，浓度减小一倍。pH=14-5.23=8.724.B点：由于过量的NaOH存在，抑制了Ac-的水解，所以以上的pH取决于过量OH-的量。)(100.502.4002.01000.0][15LmolOHpH=9.7∴ΔpH=9.7-7.74=1.96前一页后一页20mlpH酚酞A（19.98，4.3）B（20.02，9.7）甲基橙§3.滴定曲线和指示剂的选择前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择与强酸、碱的区别：①起点pH高了（形状不同）②等当点pH≠7，而是8.72③突跃范围ΔpH=2指示剂的选择：酚酞8~10选择原则：变色范围将等当点pH值包括在内的都可用。影响突跃因素：Co，Ka，当Ka小到一定值，pH突跃就变得很小，就无法选指示剂进行直接滴定分析，所以有直接准确滴定条件。直接准确滴定条件：C·Ka(Kb)≥10-8一般的讲，误差≤0.2%时或ΔpH≥0.3就可滴定（一滴之差）前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择由上面的讲解总结出处理酸碱问题的一般步骤：a.由C·Ka(Kb)≥10-8判断b.写出滴定反应方程式，由产物计算等当点的pHc.选择指示剂：变色范围将等当点pH值包括在内的都可用前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择前一页后一页§3.滴定曲线和指示剂的选择