酸碱中和滴定知识梳理―、中和反应及中和滴定原理1、 中和反应:酸+碱 (正)盐+水注意:酸和碱恰好完全中和,溶液不一定呈中性,由生成的盐性质而定(盐类水解)2、 中和滴定原理(只研究一元强酸与一元强碱的中和反应)由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度对于反应: HA + BOH====BA+H 2O1mol 1molC(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)即可得 C(HA).V(HA)=== C (BOH) .V(BOH)C .VC (BOH ) (BOH )(HA ) V(HA )若取一定量的HA溶液(V足),用标准液BOH[已知准确浓度C,标)]来滴定,至终点时 足 (标)消耗标准液的体积可读出(V读)代入上式即可计算得c(HA)C .VC 芍吕 若酸滴定碱,与此同理(HA ) V定3、 滴定方法的关键(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)4、 滴定实验所用的仪器和注意事项(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(配铁架台,并垫白纸作背景增加对比度以便于观察溶液颜色变化)、锥形瓶滴定管的构造特点(与量筒区别)1、滴定管分酸式滴定管; 碱式滴定管一酸式滴定管 ——玻璃活塞 ——量取或滴定酸溶液或强氧化性试剂; 酸式滴定管 不得用于装碱性溶液,因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀,生成有粘性的硅酸钠, 使塞子无法转动。
玻璃的主要成份为SiO2属于酸性氧化物酸性氧化物+碱f盐+水,即SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 瓶口内侧与瓶塞都是经过磨砂处理的,表面粗糙,造成碱性的液体容易滞留,并且水 分蒸发,碱液浓度增大,促使二者更易反应其他部位因表面光滑而难于反应) 碱式滴定管——橡胶管+内嵌玻璃珠(玻璃珠直径稍大于橡胶管内径) ——量取或滴定碱性溶液(可以是氢氧化钠这类强碱,也可以是碳酸钠这类水解呈碱性的盐); 不宜于装对橡皮管有侵蚀性的溶液,如强酸、碘、高锰酸钾、硝酸银等2、刻度上边的小(有0刻度),下边的大要注意滴定管的刻度,0刻度在上,往 下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度滴定时,所 用溶液不得超过最低刻度滴定管的下部尖嘴内液体不在刻度内,量取或滴定溶液 时不能将尖嘴内的液体放出注:量筒无 0刻度,因为对于量筒来说,只要没有加入液体,体积即为 0,0 刻度对量筒无意义,刻度上边的大,下边的小3、精确度是百分之一即可精确到 0.01ml 注:量筒量程越小,精确度越大, 5 ml 量筒最大精确度是十分之一即可精确 到 0.1ml ,此处应当注意有效数字问题5.指示剂的选择:指示剂的颜色变化要灵敏,变色范围最好接近等当点(化学计量点)。
① 强酸强碱相互滴定,可选用酚酞② 石蕊试液由于变色不明显,在滴定时不宜使用③ 需要指出的是滴定所用指示剂的用量一般为2滴,不能太多或太少因为酸碱指示 剂属有机酸或有机碱,指示剂也参与反应,在变色过程中消耗标准溶液若指示剂用 量太多,则消耗掉的标准溶液也有所增多,会导致误差;若指示剂用量太少,其颜色 变化不明显,致使终点提前或延迟,使实验误差增大6.中和滴定的操作步骤(以标准盐酸滴定 NaOH 为例,重点掌握)I、 滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数1)滴定管:① 检验酸式滴定管是否漏水,如漏水,可在玻璃活塞内部涂凡士林(有防水作用)② 洗涤滴定管须先用自来水洗(必要时用特殊试剂如铬酸洗液洗)再用蒸馏水洗,后要用 标准液洗涤 2~3 次,并排除管尖嘴处的气泡,使尖嘴内充满液体③ 注入标准液至“0”刻度上方2〜3cm处④ 将液面调节到“0”刻度(或“0”刻度以下某一刻度)(2)锥形瓶:① 装待测液,作为中和滴定的反应容器(优点:口小底大,振荡时内部液体不易溅出)② 锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗,否则将会引起误差锥形瓶用蒸馏水洗 净后残留少量水无影响,不用晾干。
II、 滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数① 用碱式滴定管取一定体积的待测液于锥形瓶中,滴入1~2滴酚酞指示剂② 用左手握活塞旋转开关,右手不断旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化 至粉红色出现,记下刻度III、 计算:每个样品滴定2~3次,取平均值求出结果W、注意点:① 滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇使液滴悬而未落(当在瓶上靠下来时即 为半滴)② 终点判断:当最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显的改变而且半分钟内不恢复原来的颜 色,即为滴定终点③ 读数时,视线、刻度、液面的凹面最低点在同一水平线上量取或滴定液体的体积 =第二次的读数 -第一次读数7.中和滴定的误差分析以一元酸和一元碱的中的滴定为例C .V标「读V定因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 标定但是实际中C*、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,若标 定 读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 读 读 读分析滴定的误差引起误差可能因素有以下几种:上 0 俯视:看小刻度由小到大误读及结果:若起始平视,终仰视,则V J扁大C偏大 读测若起始平视,终俯视,则 V 偏小 C 偏小 读测若先仰后俯,则 V 偏小, C 偏小 读测若先俯后仰,则 V 偏小, C 偏大 读测②一般需滴定 2-3 次,取其平均值(1)视(读数)平视:正确下 仰视:看大注意:①滴定管中液体读数时精确到O.OlmL (2)洗(仪器洗涤)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注意:一般滴定管装标准液,锥形瓶里装待测液错误洗法导致结果:① 滴定管仅用水洗,使标准液变稀,故消耗标准液体积一定变大,V读变大,结果偏大读② 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,结果偏小读③ 锥形瓶用待测液洗过,则瓶内待测液的溶质量偏多,V读偏大,结果偏大读④ 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) 漏(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,滴定管下端尖中级有液滴,则V读偏大,测定结果偏大读(4) 泡(滴定管尖嘴气泡) 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) 色(指示剂变色控制与选择)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6) 杂(标准物含杂)用于配制标准液的固体应该是纯净物但其中有可能混有杂质,称量时又按需标准物 固体质量来称取的,帮一般均会产生误差,在此杂质又分两种情况:①杂质与待测液不反应如NaOH中含NaCl,所配的NaOH溶液浓度变小,滴定盐酸时,NaCl不参与反应,所 需标准液的体积偏大,故测定结果偏大。
②若杂质与待测液反应,则应作具体分析关键:比较与等物质的量的待测物反应消 耗的杂质质量和标准物的质量若消耗杂质的质量较大,则相当于削弱了原标准液的作用能 力,故与一定量待测物反应时,消耗的标准体积变大,测定结果偏大或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应,根据消耗的待测物质量的多少来 判断如杂质作用待测物质量越多,说明作用能力被增强,故测定结果偏小如1.用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品分析:由于1 mol HC1〜40 g NaOH,而1 mol HC1〜31 g Na2O,所以实际上相当于NaOH 质量变大了,最终使w(NaO H)的值偏大2.用含Na2CO3的NaOH标准液滴定盐酸分析:若以酚酞作指示剂,由于1 mol HCl~40 g NaOH而1 mol HC1〜106 g Na2CO3~80 gNaOH,所以这实际上相当于V(NaOH)变大了,最终导致c盐酸的值偏大盐酸8.滴定原理拓展应用酸碱中和滴定的原理可以迁移到氧化还原反应中,依据滴定原理,通过适当的指示剂来判断 氧化剂和还原剂恰好反应,从而测定物质的浓度氧化还原滴定此类氧化还原反应主要是涉及有KMnO或I或I-进行的氧化还原反应。
如:42① 5H2C2O4(草酸)+2MnO - +6H+=2Mn2++10CO2T+8H2O② 5Fe2++MnO - +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O42③ C6H8O6(维生素 C)+I2^C6H6O6+2H++2I-④ I2+2S2O 2- =2I-+S4O 2-指示剂选择:反应①、②不用指示剂,MnO-为紫红色,滴定终点MnO-耗尽,颜色褪去或44呈粉红色时为恰好反应 反应③、④都有I2,则用淀粉作指示剂(I2与淀粉显蓝色,滴定终点I2耗尽,蓝色褪去。