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1、理学理学第八讲第八讲 酸碱滴酸碱滴定法的应用定法的应用2酸标准溶液酸标准溶液: HCl (HNO3, H2SO4)配制配制:用市售用市售HCl(12 molL-1),HNO3(16 molL-1), H2SO4(18 molL-1)稀释稀释.标定标定: 1. Na2CO3, 270-300烘烘1hr, MO 或或 MR+溴甲酚绿溴甲酚绿( );2. 硼砂硼砂(Na2B4O72H2O NaH2BO3+2H3BO3), 60%相对湿度保存相对湿度保存, 防失水防失水. pHep=5.1, MR.碱标准溶液碱标准溶液: NaOH配制配制: 以饱和的以饱和的NaOH(约约19 molL-1), 用除去
2、用除去CO2 的去离子水稀释的去离子水稀释. 标定标定: 1.邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4), Mr=204.2 pKa2=5.4, PP, 称小样称小样, 平行平行3 份份. 2.草酸草酸(H2C2O42H2O), Mr=126.07 pKa1=1.25, pKa2=4.29, PP, 称大样称大样. 二、二、CO2对酸碱滴定的影响对酸碱滴定的影响1.NaOH试剂中或水中含试剂中或水中含CO2 2. 有机酸标定有机酸标定:(PP) CO32- HCO3- 测定有机酸测定有机酸:(PP) CO32- HCO3-对结果无影响！对结果无影响！ 测定测定HCl + NH4+中的中的
3、HCl:MO,MR CO32- H2CO3 不变不变不变不变 低低 小小测得的测得的 c(HCl) 偏低偏低2. NaOH标准溶液在保存过程中吸收标准溶液在保存过程中吸收CO22NaOH + CO2 Na2CO3MO,MR：Na2CO3 + 2H+ H2CO3对结果无影响！对结果无影响！不变不变不变不变高高大大 PP：Na2CO3 + H+ HCO3- 测得的测得的c(HCl) 偏高偏高3. CO2对反应速度的影响对反应速度的影响 CO2 + H2O = H2CO3 99.7% 0.3% 转化慢转化慢, 变色不敏锐变色不敏锐, 粉红色半分钟不褪为终点粉红色半分钟不褪为终点; H2CO3分解慢分
4、解慢, 用用MO为指示剂时需剧烈摇动为指示剂时需剧烈摇动.4. NaOH标准溶液的配制与保存标准溶液的配制与保存配制配制: 浓浓NaOH(饱和饱和, 含量约含量约50%, 约约19 molL-1)中中Na2CO3沉淀除去沉淀除去, 再用煮沸除去再用煮沸除去CO2 的去离的去离子水稀释至所需浓度子水稀释至所需浓度.保存保存: 浓溶液装在带碱石灰浓溶液装在带碱石灰Ca(OH)2的瓶中的瓶中, 从虹吸管中取从虹吸管中取; 稀溶液注意用橡皮塞塞紧稀溶液注意用橡皮塞塞紧. 1. 混合碱的测定混合碱的测定NaOH和Na2CO3 可共存，Na2CO3 和NaHCO3可共存, NaOH 和NaHCO3不可共存
5、！A、如何确定各组分的含量？B、如何定性检验有何成分？三、三、 酸碱滴定的应用实例酸碱滴定的应用实例 烧碱烧碱中中NaOH和和Na2CO3 的测定的测定NaOHNa2CO3NaCl + H2ONaHCO3滴加滴加HCl至至酚酞酚酞变色变色（pH = 8.31)，加入甲基橙，加入甲基橙NaCl + H2OCO2滴加滴加HCl至至甲基橙甲基橙变色变色（pH = 3.89)V1(HCl)V2(HCl)NaCO3 中和到CO2 时，消耗HCl溶液的体积为:2V2(HCl)滴定反应为： NaCO3 + 2HCl=2NaCl+CO2+H2ONaCO3 中和到NaHCO3 时，消耗HCl溶液的体积为:V2(
6、HCl)滴定反应为： NaCO3+HCl=NaHCO3+NaCl中和NaOH消耗HCl溶液的体积为:V1(HCl) V2(HCl)分别写出计算w(NaCO3)和w(NaOH)计算公式：纯碱中纯碱中Na2CO3和和NaHCO3的测定的测定NaHCO3Na2CO3NaHCO3NaHCO3滴加滴加HCl至至酚酞酚酞变色变色（pH = 8.31)，加入甲基橙加入甲基橙CO2+ H2O CO2+H2O滴加滴加HCl至至甲基橙甲基橙变色变色（pH = 3.89)V1(HCl)V2(HCl) 双指示剂法还可用于未知碱试样的双指示剂法还可用于未知碱试样的定性分析定性分析：V1和和V2 的变化的变化 试样的组成
7、试样的组成V1V20 OH 和和CO32V2V10 CO32 和和HCO3 V1 0 ,V2=0 OH V1 V2 0 CO32 V1=0, V2 0 HCO3V1V2V2 0V1V2V1 0V1=V2V1 0 V2=0V1=0V2 0OH-+CO32-CO32-+HCO3-CO32-OH-HCO3- 氯化钡法氯化钡法(烧碱中烧碱中NaOH和和Na2CO3 的测的测定定)取取两等份试样的试液两等份试样的试液分别作如下测定：分别作如下测定：(i)第一份加第一份加甲基橙甲基橙，用，用 HCl滴定滴定总碱度总碱度，消耗，消耗HCl的的体积为体积为V1(HCl)mL;(ii)第二份先加第二份先加BaC
8、l2 溶液，使溶液，使Na2CO3生成生成BaCO3 沉淀。然后在沉淀存在的情况下以沉淀。然后在沉淀存在的情况下以酚酞酚酞为指示剂，为指示剂，用用HCl滴定，消耗滴定，消耗HCl的体积为的体积为V2(HCl)mL; V2(HCl)是中和是中和NaOH所消耗的所消耗的HCl的体积（为什么？）的体积（为什么？）（若此时用甲基橙，到稳定的橙色出现时（若此时用甲基橙，到稳定的橙色出现时(pH=4)，BaCO3 将全部溶解，此时测定的仍是总碱度。）将全部溶解，此时测定的仍是总碱度。）?PP 硼酸硼酸(H3BO3)的测定，的测定， Ka=5.810-10pKa=4.262. 极弱酸的测定极弱酸的测定 2
9、+H3BO3 +H+3H2O指示剂指示剂弱酸强化弱酸强化3. 铵盐中氮的测定铵盐中氮的测定甲醛法（强酸铵盐）甲醛法（强酸铵盐） NaOH 4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ 3H+ 6H2O (pKa = 5.13)PP指示剂指示剂?(CH2)6N4H+ + 3H+ + 4OH = (CH2)6N4 + 4H2O终点终点pH = 8.7 PP n(NH4+) : n(OH) = 1 : 14. 有机含氮化合物中氮的测定有机含氮化合物中氮的测定(蒸馏法蒸馏法)MRMOMR(克氏定氮法)NaOHHCl凯氏定氮装置凯氏定氮装置1.安全管安全管 2.导管导管 3.汽水分离器汽水分离器
10、 4.塞子塞子 5.进样口进样口 6.冷凝管冷凝管 7.吸收瓶吸收瓶 8.隔热液套隔热液套 9.反应管反应管 10.蒸汽发生器蒸汽发生器1.消化样品消化样品2.浓浓H2SO43.CuSO45H2O4.K2SO4样样品品空空白白2. 蒸蒸NH35. 磷的测定磷的测定用过量用过量NaOH溶解沉淀，再以标准溶解沉淀，再以标准HNO3溶液返滴溶液返滴. nP : nNaOH= 1:24 适于微量适于微量P的测定的测定PPO43- (NH4)2HPMo12O40 H2O 过滤、洗涤过滤、洗涤 、溶于过量、溶于过量NaOH PO43-+12MoO42-+2NH3+16H2O+OH-(过量过量) HPO42
11、- NH4+ H2OPP，8.0HNO3标液标液【例例】有有一一磷磷酸酸钠钠Na3PO4试试样样，其其中中含含有有Na2HPO4和和非非酸酸碱碱性性杂杂质质。称称取取该该试试样样0.9875g，溶溶于于水水后后，以以酚酚酞酞作作指指示示剂剂，用用0.2802molL-1HCl滴滴 定定 到到 终终 点点 。 用用 去去HCl17.86ml；再再加加甲甲基基橙橙指指示示剂剂，继继续续用用0.2802molL-1 1HCl滴滴定定到到终终点点，又又用用去去HCl20.12ml，求求试试样样中中Na3PO4 和和Na2HPO4的百分含量。的百分含量。解解 滴定过程为滴定过程为PO43- H+ H+
12、HPO42- H2PO4- HPO42- V1HCl 酚酞终点酚酞终点 V2 HCl 甲基橙终点甲基橙终点 称称取取纯纯碱碱试试样样（含含NaHCO3及及惰惰性性杂杂质质）1.000g溶溶于于水水后后，以以酚酚酞酞为为指指示示剂剂滴滴至至终终点点，需需0.2500molL1HCl 20.40ml；再再以以甲甲基基橙橙作作指指示示剂剂继继续续以以HCl滴滴定定，到到终终点点时时消消耗耗同同浓浓 度度 HCl 28.46ml， 求求 试试 样样 中中 Na2CO3和和NaHCO3的质量分数。的质量分数。解：解：称称取取含含NaH2PO4和和Na2HPO4及及其其他他惰惰性性杂杂质质的的试试样样1.
13、000g，溶溶于于适适量量水水后后，以以百百里里酚酚酞酞作作指指示示剂剂，用用0.1000molL-1NaOH标标准准溶溶液液滴滴至至溶溶液液刚刚好好变变蓝蓝，消消耗耗NaOH标标准准溶溶液液20.00ml，而而后后加加入入溴溴甲甲酚酚绿绿指指示示剂剂，改改用用0.1000 molL-1HCl标标准准溶溶液液滴滴至至终终点点时时，消消耗耗HCl溶溶液液30.00ml，试试计计算算：（1）w(NaH2PO4)，（2）w(Na2HPO4)，（3）该该NaOH标标准准溶溶液液在甲醛法中对氮的滴定度。在甲醛法中对氮的滴定度。解：解：含含有有H3PO4和和H2SO4的的混混合合液液51.00ml两两份份
14、，用用0.1000molL1NaOH滴滴定定。第第一一份份用用甲甲基基橙橙作作指指示示剂剂，需需26.15ml NaOH到到达达终终点点；第第二二份份用用酚酚酞酞作作指指示示剂剂需需36.03ml NaOH到到达达终终点，计算试样中两种酸的浓度。点，计算试样中两种酸的浓度。解：解：称称取取土土样样1.000g溶溶解解后后，将将其其中中的的磷磷沉沉淀淀为为磷磷钼钼酸酸铵铵，用用20.00ml 0.1000molL-1NaOH溶溶解解沉沉淀淀，过过量量的的NaOH用用0.2000molL1HNO37.50ml滴至酚酞终点，计算土样中滴至酚酞终点，计算土样中w(P)、w(P2O5)。已知：已知：H3PO4+12MoO42+2NH4+22H+=(NH4)2HPO412MoO3H2O+11H2O(NH4)2HPO412MoO3H2O+24OH= 12 MoO42+ HPO42+2NH4+13H2O解：解：作业：作业：4，8，12，14，17
