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1、5.6 酸碱指示剂 5.6.1 酸碱指示剂的原理 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或有机碱，它的酸式与其共轭 碱式的颜色明显不同。当溶液的 pH 改变时，指示剂失去质子 由酸式转化为碱式，或得到质子由碱式转化为酸式，由于结构 上的改变，引起了颜色的变化。 1. 变色原理 例：甲基橙（MO） 酸色、类醌式碱色、偶氮式 2. 指示剂的变色范围与变色点 HIn = H+ + In- 酸式色 碱式色 10， 碱式色 0.1， 酸式色 pH = pKa 理论变色点 理论变色范围 混合色pH = pKa 1 pH pKa+1 pH pka-1 常用指示剂 见附表6：P387 要求掌握: 甲基橙、甲基红、酚酞、百
2、里酚酞 的变色范围与变色点 问题：一般指示剂的理论与实际变色范围有差别， 解释原因？ 5.6.2 指示剂的用量对变色点的影响 1. 双色指示剂：甲基橙 变色点pH取决于酸、碱型体浓度的比值，与CHIn无关 2. 单色指示剂：酚酞 变色点pH取决于CHIn ；CHIn 则pH，变色点酸移 。 a为看到浅红时In-的浓度，是定值。 例：50100 mL溶液中加入0.1%酚酞 23 滴，pH=9变色 1015滴，pH=8变色 5.6.3 离子强度对变色点的影响（了解） HIn型指示剂理论变色点与离子强度的关系: 即：离子强度对指示剂的理论变色点的影响 要根据具体情况分析。 HIn = H+ + In
3、- 5.6.4 其他因素对变色点的影响（了解） 1. 温度的影响 2. 溶剂的影响 3. 滴定顺序的影响 5.6.5 混合指示剂（mixed indicator） 1. 作用原理颜色互补 2. 分类两种指示剂混合 指示剂与惰性染料混合 甲基红 4.4-6.2 溴甲酚绿 2.3-5.4 溴甲酚绿+甲基红 5.1 例：溴甲酚绿 + 甲基红 酸色 碱色 3. 两类指示剂的异同点 指示剂 + 指示剂变色范围变窄， 指示剂 + 染料的变色范围不变。 不同点: 相同点: 二者的终点颜色变化均变得敏锐。 常用混合指示剂：P387 附表7 5.7 酸碱滴定基本原理（重点） 主要内容：1. 滴定曲线 2. 指示
4、剂的选择 3. 弱酸、弱碱被准确滴定的条件 滴定剂： 强酸、强碱（HCl、NaOH等） 基本概念 滴定曲线（titration curve）： 以被测溶液的pH值为纵坐标，以滴入的滴定剂 的体积V或滴定分数a为横坐标作图得到的曲线。 HCl标准溶液 NaOH溶液 滴定分数 a： 被测物质被滴定的百分数，衡量滴定反应进行的程度。 研究酸碱滴定曲线的意义: 1.了解滴定过程中pH的变化 2. 估计被测物可否被准确滴定 3. 选择合适指示剂 计量点的滴定分数？ 5.7.1 一元强酸、强碱的滴定 1. 强碱滴定强酸 0.1000 molL-1 NaOH 滴定 20.00 mL 0.1000 molL-
5、1 HCl。 （1） 滴定曲线的绘制 ： 计算滴定过程中，加入不同体积的NaOH时 HCl溶液的pH值。 滴定阶段组成H+计算方法 滴定前 sp前 sp sp后 HClH+ = 0.1000 剩余HCl由溶液中剩余的HCl计算 NaClpH = 7.00 过量NaOH由溶液中过量的NaOH 计算 被测溶液中H+计算方法： 0.1000molL-1 NaOH滴定 20.00mL 0.1000molL-1 HCl NaOH mL a% 剩余HCl mL 过量 NaOH pHH+计算 0.00020.001.00滴定前: H+ = c(HCl) 18.0090.02.002.28 19.8099.0
6、0.203.30 19.9899.90.024.30 20.00100.00.000.007.00 20.02100.10.029.70 20.20101.00.2010.70 22.00110.02.0011.68 40.00200.020.0012.52 突 跃 sp: H+ = OH-= 10-7.00 sp前:H+=cHCl（剩余） sp后:OH-=cNaOH (过量) 滴定曲线 一般滴定误差 0.1%，为准确滴定。 说明: 一元酸碱的滴定曲线，计量点位于突跃的中间。 思考: 若强酸、强碱浓 度均增加或减少10倍， sp前后的pH如何变化 ？ （2） 突跃范围及其影响因素 强酸、碱的浓
7、度越大，突跃越大。 C (molL-1)滴定突跃 1.000 0.10004.30 9.70 0.01000 即：强酸、强碱的浓度均增加10倍，突跃范围 增加2个pH单位。 滴定误差在0.1% 范围内，被测溶液 pH的变化范围。 影响因素: 突跃范围: 3.30 10.70 5.30 8.70 3.3 0.01molL-1 7.0 5.3 8.7 4.3 9.7 10.7 0 2 4 6 8 10 12 14 050100 150 200 a% pH 1molL-1 0.1molL-1 不同浓度的NaOH滴定不同浓度HCl的滴定曲线 （3） 指示剂的选取原则 选择在突跃内变色的指示剂； 且使指
8、示剂的变色点 pHep 尽量接近溶液的 pHsp。 问题：突跃大些好还是小些好？ C (molL-1)滴定突跃 指示剂 1.000 3.3010.70 0.10004.30 9.70 0.010005.308.70 2. 强酸滴定强碱 影响突跃的因素：同强碱滴定强酸 滴定曲线的形状: 5.7.2 一元弱酸、弱碱的滴定 0.1000 molL-1 NaOH 滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HAc 。 （1） 滴定曲线的绘制: 滴定阶段体系H+ 计算式 滴定前 计量点前 计量点 计量点后 由过量NaOH计算 Er = -0.1%, pH=7.74 pHsp=8.72 Er = +
9、0.1%, pH=9.70 HAc HAc-Ac- NaAc Ac- + NaOH 1. 强碱滴定一元弱酸 滴定曲线 (与强碱滴强酸比较) 突跃区 碱缓冲区 共轭缓冲区 HCl HAc 指示剂的选择: 碱性范围内 变色的指示剂 pHsp=8.72 pHsp=7.00 滴定HAc的突跃变小? 思考: 若浓度 均增加或减少 10倍，突跃范 围如何变化？ （2） 影响突跃的因素 : Ka 越大，突跃越大 NaOH 滴定浓度不同的 HAcNaOH 滴定Ka不同的弱酸 C越大，突跃越大 例2. 已知0.1mol/LNaOH滴定同浓度 HAc(pKa=4.74)的突跃范围是7.749.70，则滴定同 浓度
10、某弱酸HB(pKa=3.74)时的突跃范围是多大？ 6.749.70 例1. 用 NaOH滴定以下弱酸体系，填写下表 NaOH (mol/L) HAc (mol/L) 突跃范围 0.1 0.1 7.74 9.70 0.01 0.01 ？ 弱酸(碱)的滴定，Ka改变10倍，突跃改变1个pH单位。 7.74 8.70 弱酸(碱)的滴定，浓度改变10倍，突跃改变1个pH单位 。 （3） 弱酸被准确滴定的条件 pH 0.2 时所引起的指示剂颜色变化，是肉眼观 察变色的极限。 故用指示剂确定终点时一般要求pH 0.2 0.3。 指示剂确定终点时准确滴定的可行性判断： cKa 10-8 (pH=0.3,
11、Et0.2%) 2. 强酸滴定一元弱碱 滴定曲线形状: 影响突跃的因素: 弱碱被准确滴定的条件: C、Kb 越大 , 突跃越大。 CKb10-8(pH= 0.3, Et0.2%) (1) 邻苯二甲酸氢钾是两性物质 KW 作为碱：Kb = Kb 2 = =10 -11.5； Ka1 cKb10 -8， 例1：0.1 mol/L的邻苯二甲酸氢钾（pKa：2.95，5.41） ，问应该用HCl还是NaOH做为滴定剂？pHsp=？指示 剂？ 解： 不能用HCl滴 能用NaOH滴 (2) sp时生成二元弱碱 指示剂：酚酞 例2：0.1mol/L的盐酸羟胺 (NH2OHHCl) Kb=10-8.04， 能
12、否用酸碱滴定法测其含量？选何指示剂？ KW (1) Ka = =10-5.96 Kb cKa10-8 (2) 用等浓度的NaOH 滴定 NH2OHHCl + NaOH = NH2OH + H2O + NaCl 解： 能用NaOH滴定 指示剂：酚酞 例3：0.1mol/L的乙醇胺(HO(CH2)2NH2) Kb=10-4.50， 选何指示剂？ (1) cKb =0.110-4.50 =10-5.50 10-8 可用HCl滴定 (2) 用等浓度HCl滴定 A-+H+=HA KW K a= =10-9.50 Kb pH=5.40 指示剂：甲基红 解： 练习题 1、用0.1000molL-1 HCl溶
13、液滴定0.1000molL-1 氨水溶液，化 学计量点时的pH值为 A. 等于7.00 B. 大于7.00 C. 小于7.00 D. 等于8.00 答案： C 2、标定NaOH溶液时，若采用部分风化H2C2O4 2H2O 则标定所得的NaOH浓度 A. 偏高 B. 偏低 C. 无影响 D. 不能确定 答案： B 3、用0.1000 molL-1 HCl溶液滴定0.1000molL-1 氨水溶液，sp时 pH值为5.28，应选用下列何种指示剂 A. 溴酚蓝（3.04.6） B. 甲基红（4.46.2） C. 甲基橙（3.14.4） D. 中性红（6.88.0） 答案： B 4、若用0.1 mol
14、L-1 的NaOH溶液分别滴定25.00mLHCl和HAc溶 液，所消耗碱的体积相等，则表示 A. HCl 和HAc溶液中H+相等 B. HCl 和HAc的浓度相等 C. 二者的酸度相等 D. 二溶液的pH值相等 答案： B 5.7.3 多元酸和混合酸的滴定 1、滴定的可行性判断：分步滴定及准确滴定 。 2、化学计量点pHsp的计算。 3、指示剂的选择。 内容: 1. 多元酸 C mol/L H2A 分步滴定条件：Ka1/Ka2 10 5 准确滴定条件： CKa110-8 可准确滴定至HA- CHA-Ka210-8 可准确滴定至A2- 指示剂的选择: pHsp pHep (指示剂的变色点) 影响第一个突跃的因素: 两个Ka的比值越大、突跃越大。 (Et0.5%) 例：用0.1000 molL-1 NaOH滴定0.1000 molL-1 H3PO4 (pKa：2.16 、7.21、12.32)，可否分步滴定？指示剂？ 第一计量点 : H2PO4- pHsp1 =4.71
