《四酸碱滴定》PPT课件

《《四酸碱滴定》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《四酸碱滴定》PPT课件（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、5.5缓冲溶液缓冲溶液 缓冲溶液是一种对溶液的酸度起稳定作用的溶液。缓冲溶液是一种对溶液的酸度起稳定作用的溶液。缓冲溶液：能减缓因外加强酸或强碱以及稀缓冲溶液：能减缓因外加强酸或强碱以及稀 释释 而引起而引起pH急剧变化急剧变化高浓度强酸强碱高浓度强酸强碱共轭弱酸碱共轭弱酸碱1一、缓冲溶液一、缓冲溶液pHpH值的计算值的计算：缓冲溶液的：缓冲溶液的pHpH计算公式：计算公式：2例例1515：计算：计算0.10mol.L0.10mol.L-1-1 NH NH4 4Cl-0.20Cl-0.20mol.L-1 NH NH3 3缓冲溶液的缓冲溶液的 pHpH值。值。 解：已知解：已知K Kb b=1.

2、810=1.810-5-5，K Ka a=K=Kb b/ /K Kw w=5.610=5.610-10-10，由于由于NHNH4 4ClCl和和NHNH3 3的浓度均较大，故可按下式计算：的浓度均较大，故可按下式计算：P84例例4.20316P85例例4.214例例 欲配制欲配制pH为为3.0的的HCOOH-HCOONa缓冲溶液，应在缓冲溶液，应在200mL0.20molL-1HCOOH 溶液中加入多少毫升溶液中加入多少毫升 1.0molL-1NaOH溶液？溶液？ HCOOH的的pKa3.74解：解： HCOOH的的pKa3.74，设加入，设加入1.0molL-1NaOH溶液溶液x(mL)5二

3、二 缓冲容量缓冲容量 缓冲指数具有加合性。缓冲指数具有加合性。缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力大小，用缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力大小，用 表示表示 =2.3H+2.3OH-+2.3HAAcHA对于对于pH在在pKa 1范围内的范围内的HA =2.3HAAcHA 6HAA的缓冲体系的缓冲体系 有极大值有极大值 pHpKa时，时， 即即HA=A max0.58cHA78四、缓冲范围四、缓冲范围 缓冲范围：缓冲溶液只能将溶液控制在一定的缓冲范围：缓冲溶液只能将溶液控制在一定的pHpH范围内。范围内。即即pH=pKapH=pKa 1 1 以以cHA: cA- = 10 0.1为有效的缓冲范围，为有效

4、的缓冲范围，如如 HAcNaAc pKa= 4.74, 缓冲范围为：缓冲范围为：3.745.74944标准缓冲溶液标准缓冲溶液 测量其它溶液测量其它溶液pH值时作为参照标准用的。用来校正仪器。值时作为参照标准用的。用来校正仪器。10常用缓冲溶液常用缓冲溶液8.5109.25NH4+NH38.5109.24硼砂硼砂(H3BO3+H2BO3-)7.598.21三羟甲基甲胺三羟甲基甲胺+HCl6.587.21H2PO4-+HPO42-4.56.05.13六次甲基四胺六次甲基四胺+HCl45.54.76HAc+NaAc34.53.77甲酸甲酸+NaOH23.52.86氯乙酸氯乙酸+NaOH1.53.0

5、2.35氨基乙酸氨基乙酸+HCl缓冲范围缓冲范围pKa缓冲溶液缓冲溶液11缓冲溶液选择原则：缓冲溶液选择原则：1）.缓冲溶液对测定过程没有干扰；缓冲溶液对测定过程没有干扰；例如：例如：EDTA滴定滴定Pb2+,不用不用HAc-Ac-2）所需控制的）所需控制的pH值在缓冲溶液的缓冲范围之内；值在缓冲溶液的缓冲范围之内；3）缓冲溶液有足够的缓冲容量；）缓冲溶液有足够的缓冲容量； 较大浓度较大浓度 (0.011molL-1); pHpKa 即即ca cb1 1 HAc NaAc : pKa=4.76 (45.5) NH4OHNH3: pKb=4.75 (810 ) (CH2)6N4 (CH2)6N4

6、H+: pKb=8.87 （4.56）4）价廉无污染价廉无污染12在弱酸性条件下用在弱酸性条件下用EDTA滴定滴定Pb2+，应选择，应选择（）缓冲溶液以控制酸度。（）缓冲溶液以控制酸度。 A. HAcNaAc B. 六次甲基四胺六次甲基四胺盐酸盐酸 C. NH4ClNH3 D. KH2PO4Na2HPO4134.7 酸碱指示剂酸碱指示剂一一 作用原理作用原理: 酸式和其共轭碱式具有明显不同的颜色酸式和其共轭碱式具有明显不同的颜色1.甲基橙甲基橙MO MO（醌式）醌式） MO（偶氮式）偶氮式）2.酚酞酚酞PPOH-H+PP（内酯式）内酯式） PP （醌式）（醌式） OH-H+H+14甲基橙的甲基

7、橙的-pH图图 0 2 4 6 8 pH pKa=3.4, 红红 橙橙 黄黄3.1 4.40.660.340.910.090.80.21.00.50.0甲基橙的甲基橙的-pH图图 152 指示剂的理论变色点及变色范围：指示剂的理论变色点及变色范围：1617指示剂的实际变色范围（变色区间）指示剂的实际变色范围（变色区间）甲基橙甲基橙 pKa=3.4理论变色范围为：理论变色范围为：2.44.4实际变色范围为：实际变色范围为：3.14.4 这是由于人眼对这是由于人眼对黄色黄色中中红色红色敏感敏感，而对而对红色红色中中黄黄色色不敏感而造成的。不敏感而造成的。18甲基橙甲基橙MO甲基红甲基红MR酚酞酚酞

8、 PP3.1 4.44.4 6.28.0 9.64.05.09.0常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂百里酚酞百里酚酞: 无色无色 9.4-10.0(浅蓝浅蓝)-10.6蓝蓝19综上所述，得出如下几点：综上所述，得出如下几点：1.1.指示剂的选择原则：变色区间应与滴定的化学计量指示剂的选择原则：变色区间应与滴定的化学计量点附近的点附近的pHpH值范围相一致。值范围相一致。2.2.指示剂的变色范围随指示剂常数指示剂的变色范围随指示剂常数K KHInHIn的的不同而异。不同而异。3.3.指示剂在变色范围内显示出逐渐变化的过渡颜色。指示剂在变色范围内显示出逐渐变化的过渡颜色。4.4.由实验测得的各种

9、指示剂变色范围的幅度一般在由实验测得的各种指示剂变色范围的幅度一般在1-21-2个个pHpH单位。单位。5.5.指示剂的变色范围越窄越好。指示剂的变色范围越窄越好。203 影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因素指示剂用量指示剂用量: 宜少不宜多，宜少不宜多，对单色指示剂影响较大对单色指示剂影响较大 例：例：50100mL溶液中溶液中23滴滴PP，pH9变色，变色， 而而1015滴滴PP， pH8变色变色离子强度离子强度：影响影响pKHIn温度温度其他其他21三三.混合指示剂混合指示剂 配制方法配制方法 . .用一种不随用一种不随pHpH变化的染料和一种指示剂混合；变化的染料和一种指示

10、剂混合； . .用两种或三种指示剂混合而成。用两种或三种指示剂混合而成。 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 溴甲酚绿溴甲酚绿 黄黄 绿绿 蓝蓝 甲基红甲基红 红红 橙橙 黄黄 混合指示剂混合指示剂 酒红酒红 灰灰 绿绿优点优点便于观察颜色便于观察颜色变色范围变窄变色范围变窄 通过颜色互补，使变色范围变窄，通过颜色互补，使变色范围变窄， 变色更敏锐变色更敏锐22指示剂选择指示剂选择: pHep与与pHsp尽可能接近，以减小滴定误差尽可能接近，以减小滴定误差滴定曲线：溶液滴定曲线：溶液pH 随滴定分数随滴定分数(a)变化的曲线变化的曲线5.7 酸碱酸碱滴定原理滴定原理化学计量点化学计量点(

11、sp)滴定突跃滴定突跃滴滴定定突突跃跃SP23一、一、 强碱滴定强酸或强酸滴定强碱强碱滴定强酸或强酸滴定强碱 0.1000 molL-1 NaOH滴定滴定20.00 mL 0.1000molL-1 HCl PBE: H+=OH-+cHCl-cNaOH Kt=1/Kw=1014.00滴定分数：滴定分数：a=cNaOH/cHCl此例：此例：a=cNaOH/cHCl=VNaOH/20.0024强碱滴定强酸滴定曲线计算强碱滴定强酸滴定曲线计算 1.滴定前：滴定前：Vb=0 ; a=0, H+=ca=0.1000mol L-1 pH=1.00 2. sp点前点前: Va Vb,H+=cHCl(剩余剩余)

12、例如例如 Vb =19.98mL,a=0.999, 253. sp点点: a=1 H+=1.0 10-7 mol L-1 ; pH=7.004. sp点后：点后： Vb Va ，当，当a=1.001时时例如例如 Vb =20.02mL26427强酸碱滴定曲线强酸碱滴定曲线0.1000molL-1 HCl0.1000molL-1 NaOH突跃突跃:9.74.3pH1210864200 1 2滴定分数滴定分数 a9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃PP 9.0MR 6.2MO 4.4PP 8.0MR 5.0指示剂选择？指示剂选择？28不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线不同

13、浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线NaOHHCl0 100 200% pH1210864210.79.78.77.05.34.33.35.04.49.06.24.43.10.01molL-1 0.1molL-1 1molL-1浓度增大浓度增大10倍，突倍，突跃增加跃增加2个个pH单位。单位。5.38.74.39.73.310.729二、二、 强碱滴定一元弱酸或强酸滴定一元弱碱强碱滴定一元弱酸或强酸滴定一元弱碱0.1000 mol/LNaOH滴定滴定0.1000mol/LHA (Ka)PBE: H+=OH-+A-cNaOH滴定分数：滴定分数：a=cT/cA=cNaOH/cHA30溶液中溶液中H+浓度为

14、：浓度为： c Ka 10 Kw； c/ Ka 100 1 滴定前：滴定前：HAc溶液溶液312. sp点前点前： Vb =19.80mL Va Vb 溶液中未反应的溶液中未反应的HAc与产物与产物Ac构成缓冲溶液，构成缓冲溶液，一般情况下一般情况下pH可以按下式计算：可以按下式计算：323.化学计量点（化学计量点（sp点）此时溶液由点）此时溶液由NaAc组成组成 c Kb 10 Kw； c/ Kb 100334.化学计量点后化学计量点后:（sp点后）此时溶液由过量的点后）此时溶液由过量的NaOH存在抑制了存在抑制了NaAc的离解，溶液的的离解，溶液的pH取决取决于过量的于过量的NaOH浓度，

15、其计算同强碱滴定强酸。浓度，其计算同强碱滴定强酸。34强碱滴定一元弱酸强碱滴定一元弱酸HAcHClpH7.74-9.708.728.72酚酞酚酞酚酞酚酞NaOH不足不足过量过量0.02mLpH7.74-9.7035pHNaOH滴定滴定HAc(浓度不同浓度不同)1molL-10.1molL-10.01molL-1642810129.238.738.23HAcHCl10.709.708.707.76突跃范围突跃范围 0 50 100 150 T%4.76浓度增大浓度增大10倍，突倍，突跃增加跃增加1个个pH单位单位36滴定突跃滴定突跃HCl:4.3-9.7HCl:4.3-9.7HAc:7.7-9.

16、7HAc:7.7-9.7HA:9.7-10.0HA:9.7-10.0HA A A+OHHA A A+OH- -中和百分数中和百分数pHpH12121010 8 8 6 6 4 4 2 2HClHClHAcHAcHAHAp pK Ka a=7=7p pK Ka a=4.76=4.7610.010.09.79.77.767.764.34.30 50 100 150 2000 50 100 150 200 0.1mol0.1molL L-1-1NaOHNaOH滴定滴定0.1mol0.1molL L-1 -1 HA(HA(K Ka a不同不同) )K Ka a增大增大1010倍，倍，突跃增突跃增加一个

17、加一个pHpH单位）单位）对于对于0.1molL0.1molL-1 -1 的的HA, HA, K Ka a1010-7-7才能准确滴才能准确滴定定. .即即cKcKa a1010-8-837影响滴定突跃的因素影响滴定突跃的因素弱酸能准确被滴定的条件：弱酸能准确被滴定的条件：cHA Ka 10-8 浓度浓度: 增大增大10倍，突跃增加倍，突跃增加1个个pH单位单位 Ka：增大增大10倍，突跃增加倍，突跃增加1个个pH单位单位381 用用0.10mol/LHCl滴定同浓度滴定同浓度NaOH的的pH突跃范围为突跃范围为9.7-4.3.若若HCl 和和NaOH的浓度均减小的浓度均减小10倍倍,则则pH

18、突跃范围是突跃范围是 ( ) 2 用用0.10mol/LHCl滴定同浓度滴定同浓度NH3溶液溶液(pKb=4.74)的的pH突跃范突跃范围为围为6.3-4.3.若用若用0.10mol/LHCl滴定同浓度的某碱滴定同浓度的某碱B溶液溶液(pKb=3.74)时时,则则pH突跃范围是突跃范围是 ( ) 2 用用0.10mol/L NaOH滴定同浓度滴定同浓度HAc溶液溶液(pKa=4.74)的的pH突跃突跃范围为范围为7.7-9.7.若用若用0.10mol/L NaOH滴定同浓度的某弱酸滴定同浓度的某弱酸HB溶溶液液(pKa=2.74)时时,则则pH突跃范围是突跃范围是 ( )8.7-5.3 7.3

19、-4.35.7-9.7393 多元酸多元酸(碱碱)的滴定的滴定 多元酸能分步滴定的条件多元酸能分步滴定的条件 滴定计量点的滴定计量点的pH值的计算值的计算 指示剂的选择指示剂的选择40多元酸能分步滴定的条件多元酸能分步滴定的条件:被滴定的酸足够强被滴定的酸足够强, cKan10-8相邻两步解离相互不影响，相邻两步解离相互不影响，lgKa足够大足够大, 若若pH=0.3, 允许允许Et=0.5%, 则需则需lgKa541等浓度的等浓度的NaOH滴定滴定0.1000molL-1H3PO4为例：为例：H3PO4H+H2PO4- Ka1=7.5 10-3H2PO4- H+HPO42- Ka2=6.3

20、10-8HPO4 H+PO43- Ka3=4.4 10-13 Sp1 点产物点产物 是是H2PO4- Sp2 点产物点产物 是是HPO42- csp3Ka3 10-8 第三计量点不能直接滴定。第三计量点不能直接滴定。pKa lgKa 2.12 7.2012.365.085.1642H3PO4 sp1 点产物点产物 是两性物质是两性物质H2PO4- csp1=0.050, 因为因为csP1Ka210Kw csP1105 准确滴定准确滴定HA强酸弱酸（强酸弱酸（H+HA） Ka10-4, 分步滴定分步滴定 464-9酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用一一 混合碱的分析混合碱的分析（一）烧碱（一）烧碱

21、 中中NaOH和和Na2CO3含量测定含量测定1.氯化钡法氯化钡法2.双指示剂法双指示剂法（二）纯碱（二）纯碱 中中Na2CO3和和NaHCO3含量测定含量测定1.氯化钡法氯化钡法2.双指示剂法双指示剂法47氯化钡法氯化钡法1烧碱烧碱1.NaOH+HCl=NaCl+H2O Na2CO3+2HCl= NaCl+H2O+CO22. Na2CO3 +BaCl2 = 2NaCl +BaCO3 NaOH+HCl=NaCl+H2ONaOHNaOH+ Na+ Na2 2COCO3 3HCl+甲基橙甲基橙NaOH+BaCl2酚酞酚酞第第1份份HClv1HClv v2 2第第2份份48氯化钡法计算式氯化钡法计算

22、式烧碱烧碱49烧碱双指示剂法烧碱双指示剂法 NaOH Na2CO3 H2O , CO2 NaOH Na2CO3V1V2V NaCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙 HCl50烧碱烧碱 中中NaOH和和Na2CO3含量测定含量测定双指示剂计算式双指示剂计算式51纯碱双指示剂法纯碱双指示剂法 Na2CO3 NaHCO3 H2O , CO2 Na2CO3 NaHCO3V1V2VNaHCO3 NaHCO3 NaHCO3 NaHCO3 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙 HCl52纯碱双指示剂法计算式：纯碱双指示剂法计算式：53双指示剂法对未知液的定性判断双指示剂法对未知液的定性判断混

23、合碱混合碱 甲基橙变色甲基橙变色V1V 酚酞变色酚酞变色 酚酞酚酞 HClV2 HCl继续滴定继续滴定 混合碱混合碱 甲基橙甲基橙54二、二、 极弱酸极弱酸(碱碱)的滴定的滴定 弱酸强化弱酸强化 强化方法：强化方法： 1.加络合剂。甘油强化硼酸加络合剂。甘油强化硼酸 （Ka=5.8*10 -10 变为变为 Ka=5.*10 ） 2.沉淀反应。沉淀反应。Ca3(PO4)2的生成的生成强化强化H3PO4的的第三级第三级 离解离解 3.氧化还原反应。氧化还原反应。H2SO3被氧化为为被氧化为为H2SO4 三、铵盐中氮的测定三、铵盐中氮的测定 1.甲醛法甲醛法 4 NH4+6HCHO = (CH2)6 N4H+3H+ +6H2O 甲醛强化甲醛强化NH4+(Ka=5.6*10 -10 变为变为Ka=7.1*10 6 )552. 蒸馏法蒸馏法56总总 结结1.质子条件式质子条件式2. H+计算计算3. 酸碱滴定酸碱滴定 滴定突跃、指示剂的选择滴定突跃、指示剂的选择 弱酸碱滴定条件及多元酸碱分步滴定条件弱酸碱滴定条件及多元酸碱分步滴定条件 滴定终点误差滴定终点误差4. 酸碱滴定应用酸碱滴定应用57