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1、一一 酸碱酸碱滴定法概述滴定法概述滴定反应：滴定反应：酸碱反应酸碱反应标准溶液：标准溶液：强酸或强碱溶液。如强酸或强碱溶液。如HCl、NaOH被测物质：被测物质：具有酸性或碱性的物质。具有酸性或碱性的物质。将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到加入的试剂与被测组分按测物质的溶液中，直到加入的试剂与被测组分按反应式的化学计量反应式的化学计量关系恰好反应完全。然后根关系恰好反应完全。然后根据所用试剂溶液的浓度和所消耗的体积，计算出据所用试剂溶液的浓度和所消耗的体积，计算出被测组分的含量。被测组分的含量。滴定分析：滴定分析： 酸碱指示剂：酸碱
2、指示剂： 酸酸碱碱指指示示剂剂是是借借助助于于颜颜色色的的改改变变来来指指示示溶溶液液pH值值的的物物质质。一一般般都都是是一一些些结结构构比比较较复复杂杂的的有有机机弱弱酸酸或或有有机机弱弱碱碱。它它们们的的共共轭轭酸酸碱碱具具有有不不同同的的颜颜色色，当当pH值值改改变变时时,可可以以从从酸酸式式变变为为碱碱式式或或由由碱碱式式变变为为酸酸式式，由由于于结结构构的的改改变变,从从而而引引起起颜颜色色的的变变化化，起起到到指指示示pH值值的作用。的作用。二二 酸碱指示剂作用原理酸碱指示剂作用原理 例如：甲基橙是一种双色指示剂，其例如：甲基橙是一种双色指示剂，其 ，在溶，在溶 液中发生如下的解
3、离作用和颜色的变化：液中发生如下的解离作用和颜色的变化：pH3.1 红色红色pH4.4 黄色黄色理论变色范围理论变色范围:理论变色点理论变色点:总结与说明：总结与说明： 1指示剂的理论变色范围：指示剂的理论变色范围：pHpKHIn 12指示剂的理论变色点：指示剂的理论变色点：pHpKHIn3各指示剂的各指示剂的pKHIn，不同，所以有不同的变色范围。不同，所以有不同的变色范围。4指示剂的实际变色范围并不恰好是指示剂的实际变色范围并不恰好是pHpKHIn 1，而而 是稍有出入。是稍有出入。主要是因为人眼对各种颜色的敏锐程度主要是因为人眼对各种颜色的敏锐程度 不同所致。不同所致。 如如：甲甲基基橙
4、橙（MO) pKHIn3.4，其其理理论论变变色色范范围围应应为为2.4（红）（红）4.4（黄），（黄），实际变色范围是实际变色范围是3.14.4。 又又如如：酚酚酞酞(PP) pKHIn9.1，其其理理论论变变色色范范围围应应为为8.1（无无）10.1（红（红)，实际变色范围是实际变色范围是8.19.6。 5 5指示剂的变色范围越窄越灵敏。指示剂的变色范围越窄越灵敏。三、影响酸碱指示剂变色范围的因素三、影响酸碱指示剂变色范围的因素1 1、指示剂的用量、指示剂的用量对于双色指示剂（如甲基橙）；对于双色指示剂（如甲基橙）；用量不可过多。用量不可过多。对于单色指示剂（如酚酞）：对于单色指示剂（如酚
5、酞）：设人眼观察红色形式酚酞的最低浓度为设人眼观察红色形式酚酞的最低浓度为a a，指示剂总浓度为指示剂总浓度为c c. .总之：一般指示剂适当少些。总之：一般指示剂适当少些。所以，用量不可过多。所以，用量不可过多。2 2、温度、温度 温度的变化会引起指示剂离解常数的变化。温度的变化会引起指示剂离解常数的变化。如：甲基橙（如：甲基橙（MO) 18 3.14.4 100 2.53.73 3 盐类盐类 有有时时，单单一一的的指指示示剂剂由由于于变变色色范范围围太太大大而而无无法法准准确确的的指指示示酸酸碱碱反反应应的的终终点点，所所以以常常使使用用混混合合指指示示剂剂来来减减小小酸酸碱碱反应终点时颜
6、色变化的范围反应终点时颜色变化的范围.特点特点: 主要是利用两种颜色的互补作用，使指示主要是利用两种颜色的互补作用，使指示剂的变色范围变窄并且敏锐。剂的变色范围变窄并且敏锐。 分类分类: 按其配制方法不同可分为两类：按其配制方法不同可分为两类：一类：是用一种惰性染料与一种指示剂混合而成；一类：是用一种惰性染料与一种指示剂混合而成；一类：是由两种一类：是由两种(或多种或多种)不同的指示剂混合而成。不同的指示剂混合而成。 四四 混合指示剂混合指示剂例如：由甲基橙和靛蓝染料组成的混合指示剂。靛蓝在滴定例如：由甲基橙和靛蓝染料组成的混合指示剂。靛蓝在滴定过程中不变色，只作为甲基橙变色的背景，该混合指示
7、剂随过程中不变色，只作为甲基橙变色的背景，该混合指示剂随pH的改变而发生的颜色变化如下：的改变而发生的颜色变化如下： 溶液的酸度溶液的酸度 甲基橙的颜色甲基橙的颜色 甲基橙靛蓝的颜色甲基橙靛蓝的颜色 pH 4.4 黄黄 色色 绿绿 色色 (pH4) 橙橙 色色 浅灰色浅灰色 (pH=4) pH 3.1 红红 色色 紫紫 色色 (pH4)混合指示剂由绿色混合指示剂由绿色(或紫色或紫色)变为紫色变为紫色(或绿色或绿色)，中间呈近乎，中间呈近乎无色的浅灰色，变色范围变窄，变色敏锐，易于辨别。无色的浅灰色，变色范围变窄，变色敏锐，易于辨别。 四四 混合指示剂混合指示剂两种指示剂混合：两种指示剂混合：甲
8、酚红甲酚红 7.2(黄黄)-8.8(紫紫) pH=1.6百里酚蓝百里酚蓝 8.0(黄黄)-9.6(蓝蓝) pH=1.6甲甲:百百1:3混合混合 8.2(粉红粉红)-8.4(紫紫) pH=0.2又如溴甲酚蓝与甲基红指示剂的混合物在又如溴甲酚蓝与甲基红指示剂的混合物在pH5.1时，时，溶液由酒红色变为绿色，变色极为敏锐。溶液由酒红色变为绿色，变色极为敏锐。四四 混合指示剂混合指示剂 一一 强碱滴定强酸强碱滴定强酸 二二 强酸滴定强碱强酸滴定强碱 三三 强碱滴定一元弱酸强碱滴定一元弱酸 四四 强酸滴定一元弱碱强酸滴定一元弱碱 五五 多元酸、混合酸及多元碱多元酸、混合酸及多元碱 六六 酸碱滴定法应用示
9、例酸碱滴定法应用示例例例：0.1000 molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 molL-1 HCl溶液。(2) 滴定开始至计量点前(1) 滴定前，未加入滴定剂(NaOH)时： 0.1000 molL-1盐酸溶液： H+= 0.1000molL-1 , pH=1.00 一、强碱滴定强酸滴定反应：滴定反应：H H+ + + OH+ OH- - H H2 2O O (3) 化学计量点化学计量点 加入滴定剂体积为：加入滴定剂体积为：20.00mL，反应完全，溶液反应完全，溶液中中 H+= 10-7 molL-1 。 pH =7.00 (4) 化学计量点后化学计量点后 加入滴定剂体积为
10、：加入滴定剂体积为：20.02mL OH-=(0.1000 0.02)/(20.00+20.02) = 5.0 10-5 molL-1 pOH = 4.30 pH = 14-4.30= 9.70 加入加入 VNaOH/mL 滴定滴定分数分数V剩余剩余HCl/mL或或V过量过量NaOH/mLpH0.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0000.9000.9900.9991.0001.0011.0101.1002.00020.002.000.200.020.000.020.202.0020.001.002.283.304.307.009.7010
11、.7011.7012.52pH=7 (1)滴定曲线的变化规律是： 平缓 渐变 突变 渐变 平缓 018.00 18.0019.98 19.9820.02 20.0222.00 22.0040.00 pH约3.3 pH=5.4 pH2.8 V=19.98 mL V=0.04 mL V=19.98 mL加入NaOH 19.9820.02 mL，pH4.309.70，pH=5.4； 突跃范围滴定突跃：在滴定过程中，这种pH值的突然改变，称为滴 定突跃。突跃范围：突跃所在的pH范围称滴定的突跃范围。分析：当加入VNaOH=19.98mL时，加入NaOH体积的相对误差=当加入VNaOH=20.02mL时
12、，加入NaOH体积的相对误差=pH=4.30pH=9.70突跃范围: 化学计量点前后，所加滴定剂的体积在0.1% 相对误差范围内pH的变化值。也就是说，化学计量点前后，从剩余0.02mL被测溶液到过量0.02mL滴定剂，溶液pH的变化范围。0.1mol/LNaOH滴定HCl pH突跃范围：4.309.70 (3)影响突跃的因素：浓度cHC 、cNaOH 突跃范围 pH 0.01mol/L 5.308.70 3.4 0.10 mol/L 4.309.70 5.4 1.00 mol/L 3.3010.70 7.4滴定突跃随浓度增大而增大。可见：c pH pH=7依据：以滴定突跃范围为依据。 凡能在
13、pH突跃范围内变色的指示剂均能保证TE105、准确滴定的条件 例：例：NaOH 滴定H3PO4 : H3PO4为三元酸，其三级离解常数分别为:Ka1=10-2.12; Ka2=10-7.20; Ka3=10-12.36。用NaOH溶液滴定H3PO4溶液时， 已知已知 H3PO4的pKa1= 2.12, pKa2 = 7.20, pKa3= 12.36,因c0Ka110-8，且Ka1/Ka2 =10-2.12 /10-7.20 =105.08 105 故第一步反应 H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O 可以进行滴定又因c0Ka210-8，且Ka2/Ka3 =10-7.20/10-
14、12.36 =105.16105故第二步反应 NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O 亦可以进行滴定但由于c0Ka310105 5 因因 c0Kb110-8 ，且且Kb1/Kb2=10-3.75/10-7.62=103.87 104 , 故第一步反应故第一步反应 Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl可以进行。可以进行。 已知已知 pKb1=14-pKa2=14-10.25=3.75 pKb2=14-pKa1=14-6.38=7.62第二步的反应产物为CO2 ，其饱和溶液的浓度为0.04 molL-1 ,故第二步反应 NaHCO3 + HCl NaCl + CO
15、2 + H2O 亦可进行.强酸滴定碱的滴定曲线强酸滴定碱的滴定曲线 用用HCl溶液滴定溶液滴定Na2CO3 溶液的滴定曲线如图所溶液的滴定曲线如图所示。从滴定曲线上可以示。从滴定曲线上可以看出有看出有2个滴定突跃，第个滴定突跃，第一个突跃在化学计量点一个突跃在化学计量点pH=8.3的附近的附近,可用酚酞可用酚酞作指示剂；第二个突跃作指示剂；第二个突跃在化学计量点在化学计量点pH=3.9的的附近附近,可用甲基橙作指示可用甲基橙作指示剂。剂。1、0.1000mol/LHCl滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH 写出突跃范围、化学计量点的pH 、影响突跃范围的因素、选择指示剂。2、0.1
16、000mol/LHCl滴定20.00mL0.1000mol/LNH3 写出突跃范围、化学计量点的pH 、影响突跃范围的因素、准确滴定的条件、选择指示剂。2 2、酸碱滴定法的应用、酸碱滴定法的应用混合碱的分析（双指示剂法）混合碱的分析（双指示剂法）混合碱的组成有混合碱的组成有NaOH NaOH 、NaNa2 2COCO3 3 、NaHCONaHCO3 3 及其混合物及其混合物 （1 1）NaOH+NaNaOH+Na2 2COCO3 3 (2) Na (2) Na2 2COCO3 3+NaHCO+NaHCO3 3 用HCl标准溶液测定混合碱时，采用双指示剂法。当酚酞变色时，设用去HCl标准溶液V1
17、(mL)；加入甲基橙后继续滴定，当甲基橙变色时，又用去HCl标准溶液V2(mL)，可根据V1和V2数值的大小判断混合碱的组成(定性/定量计算)1 1、酸碱标准溶液的配制和标定（自学）、酸碱标准溶液的配制和标定（自学）P P394-395394-395六、酸碱滴定法应用示例 NaOH NaCl NaCl Na2CO3 NaHCO3 H2CO3 酚酞 红无 甲基橙 黄橙 NaOHNaOH消耗消耗HCl HCl 的体积：的体积：V V1 1-V-V2 2NaNa2 2COCO3 3消耗消耗HCl HCl 的体积：的体积：2V2V2 2 NaHCO3 NaHCO3(原 来 ) H2CO3 Na2CO3
18、 NaHCO3 2 2V V1 1V V2 2-V-V1 1酚酞 红无 甲基橙 黄橙 Na2CO3 NaHCO3NaNa2 2COCO3 3 (2(2V V1 1) , NaHCO) , NaHCO3 3 ( (V V2 2- -V V1 1) ) 则混合碱中只含则混合碱中只含NaNa2 2COCO3 3 则混合碱中只含则混合碱中只含NaHCONaHCO3 3 则混合碱中只含则混合碱中只含NaOHNaOHNaOH(NaOH(V V1 1- -V V2 2) , Na) , Na2 2COCO3 3 (2(2V V2 2) )盐酸滴定混合碱的滴定曲线例例：称取混合碱试样0.6422g，以酚酞为指
19、示剂，用0.1994molL-1 HCl溶液滴定至终点，用去酸溶液32.12mL；再加甲基橙指示剂，滴定至终点又用去酸溶液22.28mL。求试样中各组分的含量。解：因解：因V1V2，故此混合碱的组成为故此混合碱的组成为NaOH和和Na2CO3。3、硅酸盐试样中SiO2的测定 水泥、玻璃及各种硅酸盐试样中SiO2含量的测定，过去常用重量分析法,重量分析法准确度高,但费时,操作麻烦。因此,在生产过程中的控制分析多采用氟硅酸钾容量法,这是一种间接的酸碱滴定法,现已被列入水泥化学分析国家标准中。1SiO2 4NaOH有关反应： 2K+ H2SiO3 + 6F+ 4H K2SiF6+ 3H2O K2SiF6 + 3H2O(沸水) 2KF + H2SiO3 + 4HF HF+NaOH NaF+H2O1SiO2 1K2SiO3 1K2SiF6 4HF 4NaOH
