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1、高二化学高二化学酸碱中和滴定酸碱中和滴定人教实验版人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 酸碱中和滴定 1 酸碱中和滴定的原理 2 酸碱中和滴定的操作 3 滴定曲线和指示剂的选择 4 误差分析 二 教学重点 难点 1 理解酸碱中和滴定的原理 2 初步了解酸碱中和滴定的操作方法 3 掌握有关酸碱中和滴定的简单计算 三 教学过程 一 酸碱中和滴定的原理 1 定性分析和定量分析 1 定性分析 用化学实验方法鉴定出物质是由哪些成分组成的 叫做定性分析 如 物质的鉴定 2 定量分析 用化学实验方法测定出 或直接计算出 物质中各组分的含量 叫做 定量分析 也叫定量计算 酸碱中和滴定 中和热的测
2、定是中学化学中最重要的定量实验 方法 2 酸碱中和滴定的定义 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法叫酸 碱中和滴定 3 酸碱中和滴定的原理 1 中和反应 酸 碱 正盐 水 酸和碱恰好完全中和 溶液不一定呈中性 溶液的酸碱性由生成盐的性质而定 如果 用已知浓度的 NaOH 来测定未知浓度的 HCl 终点的 pH 7 如果用已知浓度的 NaOH 来测定 未知浓度的 H3PO4 终点的 pH 7 如果用已知浓度的 HCl 来测定未知浓度的氨水 终点的 pH 7 2 中和反应的实质 H OH H2O 3 酸碱中和滴定的原理 酸碱中和滴定是以酸碱中和反应为基础的 反应物
3、间按一 定的物质的量之比进行 所以滴定的本质就是 物质的量之比等于化学方程式化学计量数 之比 若用已知物质的量浓度的酸 标准溶液 滴定未知物质的量浓度的碱 待测溶液 则依据方程式得 c待 待待 Vn Vcn 标标标 C标 V标 n标分别表示酸的浓度 体积 元次 C待 V待 n待分别表示碱的浓度 体 积 元次 4 酸碱中和滴定的关键 1 准确测定两种反应物的溶液体积 2 确保标准液 待测液浓度的准确 3 滴定终点的准确判定 包括指示剂的合理选用 5 酸碱中和滴定指示剂的选择 1 指示剂的作用 准确判断酸碱中和反应是否恰好进行完全 2 指示剂的变色原理 酸碱指示剂是有机色素 一般是有机弱酸 HIn
4、 或有机弱 碱 InOH 在水里也存在电离平衡 如用 HIn 代表石蕊分子则 HInH In 红色 酸色 蓝色 碱色 溶液酸碱性的变化 会影响酸碱指示剂平衡移动的方向 指示的颜色也随之发生变化 3 指示剂的变色范围 4 酸碱指示剂的选择原则 变色明显 便于观察 用量一般 2 3 滴 指示剂的变 色范围幅度一般不大于 2 个 pH 单位 不小于 1 个 pH 单位 二 酸碱中和滴定的操作 1 仪器 滴定管夹 左手控制滴定管活塞 右手控制滴定锥形瓶 铁架台 碱式滴定管 带 胶管 不能盛装酸 液和强氧化性的 液体 标有温度 容积 0 刻度在 最高点 实际体积 大于标定体积 酸式滴定管 带 玻璃活塞
5、不能盛 装酸液和强氧化 性的液体 标有温 度 容积 0 刻 度在最高点 实际 体积大于标定体 积 2 操作步骤 1 洗净滴定管 锥形瓶 检查是否漏水 2 润洗 用对应的酸 碱润洗滴定管 锥形瓶不能润洗 3 装液 赶气泡 调液面 0 处或 0 刻度以下某位置 4 取待测液 用碱式滴定管准确放出一定体积的未知浓度的 NaOH 溶液 注入锥形 瓶中 记入始 终的两次读数 指示剂变色范围酸 色碱 色 甲基橙橙色 3 1 4 4红色 pH 3 1黄色 pH 4 4 石 蕊紫色 5 0 8 0红色 pH 5 0蓝色 pH 8 0 酚 酞粉红色 8 2 10无色 pH 8 2红色 pH 10 0 小结 准备
6、阶段 洗涤 查漏 润洗 注液 调液 排气泡 调整液面 读数 记 录 5 加入指示剂 酚酞 2 3 滴 在锥形瓶底放一张白纸 6 滴定 记录起始的酸式滴定管内液面读数 眼睛始终注意锥瓶内指示剂颜色的变 化 左手控制活塞 右手不断摇动锥形瓶 使溶液在瓶内按顺时针方向做圆周运动 当溶 液接近无色时 要控制液滴的速度 当溶液褪为无色 且 30s 内不褪色时 即停止滴定 准确记下酸式滴定管内溶液的体积 7 把锥形瓶内的溶液倒掉 用蒸馏水洗净 再重复以上 3 6 步 测一组数据 填入下表 8 实验数据的处理 待测 NaOH 溶液的体积标准 0 10mol L 盐酸溶液的体积 滴定 次数滴定前刻度 滴定后刻
7、 度 体积 mL滴定前刻度滴定后刻度体积 mL 第一次 第二次 小结 滴定阶段 量取 读数 记录 滴定 确定终点 读数 记录 3 酸碱中和滴定的注意事项 1 在酸式滴定管内注入已知浓度的盐酸标准液至刻度 0 以上 2 3cm 并固定在 滴定台上 在滴定管下放一小烧杯 开启活塞 驱逐出滴定管下端的气泡 将酸式滴定管 稍微倾斜 开启活塞 气泡随溶液流出而被逐出 若是碱式滴定管 可将橡皮管稍向上弯 曲 挤压玻璃圆球 使溶液从玻璃圆球和橡皮管之间的隙缝中流出 气泡即被逐出 调整 液面到 0 或 0 以下某个刻度 记下起始读数 V始 注意滴定管尖嘴处不应留存有气 泡 2 用碱式滴定管或用移液管准确量取一
8、定体积的待测 NaOH 溶液 V待 C待 注入 锥形瓶中 滴入 2 3 滴甲基橙 或酚酞 指示剂 显黄色 在锥形瓶下面垫一张白纸 以 便观察颜色变化 3 左手操纵酸式滴定管的活塞 使标准液逐滴滴入锥形瓶中 右手的拇 食 中三 指拿住锥形瓶的颈部 不断按同一方向旋转做圆周运动 注意瓶口不能碰滴定管下端尖嘴 瓶底不碰下面垫的白纸 4 整个滴定过程 左手旋塞 右手摇瓶 眼睛始终注视锥形瓶内指示剂颜色的变化 要做到边滴边振荡 边观察颜色变化 5 滴定开始时 滴加盐酸的速度可稍快些 但只能是一滴一滴地加 不可形成一股 水流 随着滴定的进行 滴入盐酸的速度也应逐渐减慢 滴定中甲基橙由黄色逐渐变为橙 色 当
9、接近终点时 应滴入一滴停下来振荡一会儿 再滴入一滴再停下来振荡一会儿 当 滴入一滴盐酸 黄色变为橙色 且在半分钟内不变色时 即达到滴定终点 6 滴定到达终点后 必须等待 1 2min 让附着在滴定管内壁的溶液流下后 再行 读数 记下滴定管内盐酸的读数 V终 则消耗盐酸标准液的体积为 V酸 V终 V始 7 按上述要求重新操作 1 2 次 且每次所量取待测液体积要相同 两次滴定所用 盐酸的体积相差不能超过 0 02mL 即可取平均值计算氢氧化钠溶液的浓度 三 滴定曲线和指示剂的选择 随着标准液的滴入 溶液的 pH 在发生变化 这种变化有何特征 为何能用指示剂判定 终点是否到达 如何选用合适的指示剂
10、 实例 1 用 0 10mol L NaOH 溶液滴定 0 10mol L HCl 溶液 20 00mL 1 记录数据 加入的 VNaOH mL 余 VHCl mL 过量的 VNaOH mL pH 0 0020 001 0 18 002 002 3 19 800 203 3 19 980 024 3 20 000 00 7 0 突跃范 围 20 020 029 7 20 200 2010 7 22 002 0011 7 40 0020 0012 5 2 处理数据 酚酚酞酞 甲甲基基橙橙 3 分析归纳 由上表数据可看出 在滴定接近终点时 少加或多加 0 02mL NaOH 溶 液 即一滴之差造成
11、的误差在允许范围内 但 pH 值出现突变 因此选择指示剂时 应选择 变色范围与滴定时 pH 值突跃范围相吻合的指示剂 从上面滴定曲线图可依次看出 0 1mol L NaOH 滴定盐酸 酚酞和甲基橙均可使用 两者测定结果有所不同 但在误差范 围内 实例 2 用 0 01mol L NaOH 滴定 20mL 0 10mol L CH3COOH 溶液 1 记录数据 加入的 VNaOH mL 余 VHCl mL 过量的 VNaOH mL pH 0 0020 002 9 18 002 005 7 19 800 206 7 19 980 027 7 20 000 00 8 7 突跃范围 20 020 02
12、9 7 20 200 2010 7 22 002 0011 7 40 0020 0012 6 2 处理数据 酚酚酞酞 没没有有对对应应指指示示剂剂 3 分析归纳 从上面滴定曲线图可依次看出 0 1mol L NaOH 溶液滴定 0 1mol L CH3COOH 溶液恰好中和生成 CH3COOCa 溶液呈弱碱性 选酚酞为指示剂 pH 8 10 浅红 色 误差小 总结 1 指示剂的选择 由滴定曲线可知 强酸强碱相互滴定 可选用甲基橙或酚酞 若反应生成强酸弱碱盐 溶液呈酸性 则选用酸性变色范围的指示剂 甲基橙 若 反应生成强碱弱酸盐 溶液呈碱性 则选用碱性变色范围的指示剂 酚酞 石蕊试液因颜色变化不
13、明显 且变色范围过宽 一般不作滴定指示剂 2 终点判断 滴入最后一滴 溶液变色后 半分钟内不复原 指示剂 操 作 酚酞甲基橙 强碱滴定强酸无色变为浅红色橙色变为黄色 强酸滴定强碱浅红色变为无色黄色变为橙色 四 误差分析 以一元酸和一元碱的中和滴定为例 定 读标 测 读标定测 V V C C V CV C 因 C标 V定分别代表标准液浓度 所取待测液体积 均为定值 代入上式计算 但是 实际中 C标 V定都可能引起误差 一般可把各因素引起的误差转嫁到 V读上 若 V读偏大 则测定结果偏大 若 V读偏小 则测定结果偏小 故通过分析 V读的变化情况 可分析滴定 的误差 引起误差的可能因素有以下几种 1
14、 读数 0 刻度由小到大 上 下 误误读读及及结结果果 若若起起始始平平视视 终终仰仰视视 则则 V读读偏偏大大 C测测偏偏大大 若若起起始始平平视视 终终俯俯视视 则则 V读读偏偏小小 C测测偏偏小小 若若先先仰仰后后俯俯 则则 V读读偏偏小小 C测测偏偏小小 若若先先俯俯后后仰仰 则则 V读读偏偏小小 C测测偏偏大大 俯视 看小 平视 正确 仰视 看大 注意 滴定管中液体读数时精确到 0 01mL 一般需滴定 2 3 次 取其平均值 2 润洗 1 正确洗法 二管二洗 滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次 再用待装液润洗几次 一瓶一洗 锥形瓶只能用蒸馏水洗 2 错误洗法导致结果 滴定管仅用水洗
15、使标准液变稀 故消耗标准液体积一定变大 V读变大 结果偏大 移液管仅用水洗 则待测液变稀 所取待测液溶质物质的量变少 V读变小 结果偏 小 锥形瓶用待测液洗过 则瓶内待测液的溶质的量偏多 V读偏大 结果偏大 第一次滴定完后 锥形瓶内液体倒去后 尚未清洗 接着第二次滴定 滴定结果如 何 取决于上次滴定情况如何 3 液体溅漏 1 滴定过程中锥形瓶内液体溅出 则结果偏小 2 终点已到 滴定管下端尖中吸有液滴 则 V读偏大 测定结果偏大 4 尖嘴气泡 正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽 最后也不能出现气泡 如滴定开始有气 泡 后气泡消失 则结果偏大 若先无气泡 后有气泡 则结果偏小 5 指示剂变色
16、控制与选择 滴定时 眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化 指示剂变色后应半分钟内不复原 如变色后立即复原 则结果偏小 另外 同一种滴定 选择的指示剂不同 测定结果不同 典型例题典型例题 例例 1 1 某学生做中和滴定实验的过程如下 a 取一支碱式滴定管 b 用蒸馏水洗净 c 加入待测的 NaOH 溶液 d 记录液面刻度读数 e 用酸式滴定管精确放出一定量 标准酸液 f 置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中 g 加入适量蒸馏水 h 加入 酚酞试液 2 滴 i 滴定时 边滴边摇荡 j 边注视滴定管内液面的变化 k 当小心 地滴到溶液由无色变成粉红色时 即停止滴定 l 记录液面刻度读数 m 根据滴定管 的两次读数得出 NaOH 溶液体积为 22 mL 指出上述实验过程中的错误之处 用编号表示 分析 分析 根据中和滴定的基本操作规程可知 c 的错误是待测 NaOH 溶液的滴定管未 用该 NaOH 溶液润洗 j 的错误是滴定时眼睛没有注视锥形瓶内溶液颜色的变化 k 的错误是没有滴定到溶液由无色变成粉红色至半分钟内不再褪去为止 m 的错误是记录 NaOH 溶液体积的精确度未达到要求 根据滴定管测量准确
