酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定原理1.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)的实验方法2. 酸碱中和滴定原理(1)实质:H+ +OH-= H2O(2)原理:在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知物质的量浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式中酸碱物质的量比求出未知溶液的物质的量浓度3)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)酸、碱指示剂的选择二、中和滴定所用仪器① 酸式滴定管用于盛装酸性、中性或强氧化性溶液,不能盛装碱性溶液或者氢氟酸(它们易腐蚀玻璃)② 碱式滴定管用于盛装碱性溶液,不能盛装酸性和强氧化性溶液(它们易腐蚀橡胶)酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯等三、试剂: 标准液、待测液、指示剂;指示剂的作用: ①标准液:已知准确物质的量浓度的酸或碱溶液; ②待测液:未知物质的量浓度的酸或碱溶液 ③通过指示剂的颜色变化来确定滴定终点 ④指示剂的选择:变色要灵敏、明显,一般强酸滴定强碱用甲基橙,强碱滴定强酸用酚酞。
四、中和滴定的操作(以标准盐酸滴定NaOH为例)Ⅰ、准备: (1)滴定管:————精确到小数点后两位如:24.00mL、23.38mL ①检验酸式滴定管是否漏水②洗涤滴定管后要用标准液洗涤2~3次,并排除管尖嘴处的气泡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:只用蒸馏水洗涤,不能用待测液润洗Ⅱ、滴定:(4)滴定滴定管夹在夹子上,保持垂直右手持锥形瓶颈部,向同一方向作圆周运动而不是前后振动左手控制活塞(或玻璃球),注意不要把活塞顶出Ⅲ、计算:每个样品滴定2~3次,取平均值求出结果Ⅳ、注意点: ①滴速:滴加速度先快后慢,后面可半滴,当接近终点时,应一滴一摇同时眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化. 直至溶液颜色变化,且30S内颜色不复原,此时再读数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,即为滴定终点五、中和滴定的误差分析原理:滴定待测液的浓度时,消耗标准溶液多,则结果偏高;消耗标准溶液少,则结果偏低从计算式分析,当酸与碱恰好中和时,有关系式:c(标)·V(标)·n(标)=c(待)·V(待)·n(待)(c、V、n分别表示溶液物质的量浓度,溶液体积,酸或碱的元数)。
故c(待)=,由于 c(标)、n(标)、V(待)、n(待)均为定值,所以c(待)的大小取决于V(标)的大小,V(标)大,则c(待)大,V(标)小,则c(待)小六、中和滴定过程中的pH变化和滴定终点的判断①酸碱滴定过程中,溶液的pH发生了很大的变化若用标准的强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液,则反应开始时溶液的pH很大,随着强酸的滴入,溶液的pH逐渐减小;当二者恰好中和时溶液的pH为7;当酸过量一滴时,溶液立即变为酸性若用强碱滴定强酸则恰恰相反②根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化,只要选择合适的指示剂,即可准确判断中和反应是否恰好进行在实验室里选用的指示剂一般为酚酞,当用酸滴定碱时,恰好中和时颜色由红色刚好褪去;当用碱滴定酸时,恰好中和时颜色由无色变为浅红色一般不选择石蕊试剂,因为石蕊变色范围太宽,且终点时颜色变化不明显,所以一般不用石蕊作中和滴定的指示剂常用指示剂:酚酞、甲基橙 强酸滴定强碱:甲基橙——黄色-橙色强碱滴定强酸: 酚酞———无色-粉红七、中和滴定实验中的误差因素酸碱中和滴定实验中的误差因素主要来自以下6个方面一)仪器润洗不当1.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗。
分析:这时标准液的实际浓度变小了,所以会使其用量有所增加,导致c待测液(物质的量浓度)的测定值偏大2.盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗分析:这时实际所取待测液的总物质的量变少了,所以会使标准液的用量减少,导致c待测液的测定值偏少3.锥形瓶用蒸馏水洗涤后再用待测液润洗分析:这时待测液的实际总量变多了,使标准液的用量增加,导致c待测液的测定值偏大二)读数方法有误1.滴定前仰视,滴定后俯视分析:由图1可知:仰视时:观察液面低于实际液面俯视时:观察液面高于实际液面所以滴前仰视V前液偏大,滴后俯视V后测偏小这样V标准液(V标=V后测-V前测)的值就偏小,导致c待测液偏小2.滴定前俯视,滴定后仰视分析:同理推知V标准液偏大,c待测液偏大三)操作出现问题1.盛标准液的滴定管漏液分析:这样会增加标准液的实际用量,致使c待测液的测定值偏大2.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡(或前无气泡后有气泡)分析:对于气泡的前有后无,会把V标准液的值读大,致使c待测液的值偏大反之亦反3.振荡锥形瓶时,不小心将待测液溅出分析:这样会使待测液的总量变少,从而标准液的用量也减少,致使c待测液的值偏小。
4.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外分析:这样会增加标准液的用量,使c待测液的值偏大5.移液时,将移液管(无“吹”字)尖嘴处的残液吹入锥形瓶中分析:这样会使待测液的总量变多,从而增加标准液的用量,致使c待测液的值偏大6.快速滴定后立即读数分析:快速滴定会造成:当已达终点时,尚有一些标准液附着于滴定管内壁,而此时立即读数,势必造成标准液过量,而导致c待测液的值偏大四)指示剂选择欠妥1.用强酸滴定弱碱,指示剂选用酚酞分析:由于滴定终点溶液呈酸性,选用酚酞势必造成酸的用量减少,从而导致c待测液的测定值偏小2.用强碱滴定弱酸,指示剂选用甲基橙分析:同样,由于终点时溶液呈碱性,选用甲基橙也势必造成碱的用量减少,从而致使c弱酸的测定值偏小注:①强酸滴定弱碱,必选甲基橙;②强碱滴定弱酸,必选酚酞;③两强相滴定,原则上甲基橙和酚酞皆可选用;④中和滴定,肯定不用石蕊)(五)终点判断不准1.强酸滴定弱碱时,甲其橙由黄色变为红色停止滴定分析:终点时的颜色变化应是由黄变橙,所以这属于过晚估计终点,致使c待测液的值偏大2.强碱滴定弱酸时,酚酞由无色变为粉红色时立即停止滴定(半分钟后溶液又变为无色)分析:这属于过早估计终点,致使c待测液的值偏小。
3.滴至终点时滴定管尖嘴处半滴尚未滴下(或一滴标准液附着在锥形瓶内壁上未摆下)分析:此时,假如把这半滴(或一滴)标准液滴入反应液中,肯定会超过终点所以,这种情况会使c待测液的值偏大六)样品含有杂质用固体配制标准液时,样品中含有杂质1.用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品分析:由于1 mol HCl~40 g NaOH,而1 mol HCl~31 g Na2O,所以实际上相当于NaOH质量变大了,最终使w(NaOH)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 HCl~106 g Na2CO3~80 g NaOH,所以这实际上相当于V(NaOH)变大了,最终导致c盐酸的值偏大引起误差的原因操作影响因素c(待)结果仪器润洗不当滴定前,在用蒸馏水洗涤滴定管后,未用标准液润洗偏高滴定前,用待测液润洗锥形瓶偏高取待测液时,移液管用蒸馏水洗涤后,未用待测液润洗偏低洗涤后锥形瓶未干燥无影响读数不当读取标准液的刻度时,滴定前平视,滴定后俯视偏低滴定前仰视读数,滴定后平视刻度读数偏低读取标准液的刻度时,滴定前俯视,滴定后仰视。
偏高滴定前仰视读数,滴定后俯视刻度读数偏低操作不当取液时,移液管尖端的残留液吹入锥形瓶中偏高滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失偏高滴定过程中,锥形瓶振荡太剧烈,有少量溶液溅出偏低滴定后,滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中偏高一滴标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下偏高滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水无影响滴定过程中,盛装标准液的滴定管漏液偏高滴定临近终点时,用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中无影响若用甲基橙作指示剂,最后一滴盐酸滴入使溶液由橙色变为红色偏高碱滴定酸时,滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去(过早估计滴定终点)偏低过晚估计滴定终点偏高【典型例题】[例1] 有一支50mL的酸式滴定管,其中盛有溶液,液面恰好在10mL刻度处,现把管内液体全部流下排出,用量筒承接,所得溶液的体积应为( )A. 10mL B. 40mL C. 大于40mL D. 不能确定答案:C解析:滴定管的最大刻度线在活栓的上方还有一段距离,因此若将溶液全部排出,其体积必然要超过读数所显示的体积因此,依此题给出的读数和操作,由滴定管流出的液体体积必然要超过40mL。
[例2] 用一定浓度的NaOH溶液作标准液,酚酞为指示剂,滴定未知浓度的盐酸溶液①未用标准液润洗碱式滴定管;② 未用盐酸润洗移液管;③ 未用盐酸润洗锥形瓶;④ 滴定前碱式滴定管尖嘴部分气泡未排除;⑤ 滴定前仰视而滴定后俯视碱式管中液面读数;⑥ 滴定完毕后较长时间红色不褪以上属错误操作且导致所测盐酸溶液浓度偏低的是( )A. ①④⑥ B. ②③⑥ C. ②⑤ D. ④⑤⑥答案:C本题还可以采用排除法快速解题当你判断出②是符合题意以后,将排除选项A和D马上判断③是否符合题意如果③符合题意则答案为选项B,否则答案为选项C解析:本实验是碱滴定酸,测定体积为碱的体积(即滴定管读数),待测未知浓度是酸的浓度故① 未用标准液润洗碱式滴定管,碱式滴定管内残留的蒸馏水将稀释,耗用增大,测出酸的浓度偏高不符合题意 ② 未用盐酸润洗移液管,酸的浓度降低耗用碱的体积减少,测出酸的浓度偏低符合题意 ③ 未用盐酸润洗锥形瓶,这是正确操作不符合题意 ④ 滴定前滴定管尖嘴气泡未排除,耗用碱的体积增大,测出酸的浓度偏高不符合题意 ⑤ 滴定前仰视,滴定后俯视,测出碱的体积偏低,则酸的浓度偏低,符合题意。
⑥ 滴定后红色不褪,说明碱过量,即碱的体积偏大,测出酸的浓度偏高不符合题意 [例3] 向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止,则在此过程中,溶液的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是( )A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先逐渐增大,而后减小 D. 先逐渐减小而后增大你的选择是( ) (填正确选项的标号)试用化学方程式和简要文字表达其理由答案:C首先因为有Na2CO3 =2Na++CO32-和CO32-+H+ =HCO3-的反应,溶液中HCO3-的浓度逐渐增大;而后又因进一步反应:H+ +HCO3-==CO2↑+H2O而使溶液中HCO3-的浓度逐渐减小解析:本题考查可溶性正盐与强酸反应的过程及逻辑思维能力和科学语言的表达能力初中化学所学的碳酸钠与盐酸的反应:。