《酸碱中和滴定》课件.ppt

继广东省和上海市两地查出SK 化妆品含有铬和钕之后 倩碧 兰蔻 迪奥 雅诗兰黛四大知名品牌化妆品也被卷入风波 其六种粉饼含有的铬 钕等违禁物质被香港标准及鉴定中心查出 其中一款迪奥和雅诗兰黛的粉饼铬含量分别达到4 5毫克 千克和3 9毫克 千克 第一类 定性分析 如 1 焰色反应检验金属元素 2 通过化学反应检验离子 分子等第二类 定量分析 酸碱中和滴定是一种常用的定量分析方法 其操作简捷 快速 有足够的准确度 化学研究物质的方法 探究一现在有一瓶失去标签的盐酸 为了测出其真实浓度 请设计实验方案 方案 1 气体法 气体法难以准确测量气体的体积 沉淀法操作麻烦 H试纸法不够准确 结果 2 沉淀法 3 H法 4 中和法等 酸碱中和滴定 1 实质 酸电离产生的H 与碱电离产生的OH 结合成水H OH H2O 一 酸碱中和反应 2 酸碱恰好完全中和 生成正盐 没有剩余 酸所能提供的H 的物质的量和碱所能提供的OH 物质的量必然相等 n H n OH 二 酸碱中和滴定原理 1 定义 用已知浓度的酸或碱 标准溶液 去滴定未知浓度的碱或酸 待测溶液或未知溶液 通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸或碱的体积 从而推算出未知浓度的碱或酸的浓度的方法叫做酸碱中和滴定 2 原理 以酸碱中和反应为基础 H OH H2O 1mol 1mol 有n H n OH 在滴定达到终点 即酸碱恰好反应 时 n H n OH C酸 V酸 C碱 V碱 则有n酸 n碱 若是一元酸和一元碱反应 问题到底应测得哪些数据才能求出C HCl C碱 V碱 V酸 C酸 即 C NaOH V NaOH C HCl V HCl 已知 0 1mol L 需测定 量取 2 待测 现在我们用 1mol L的NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸 例题1 用0 1000mol L的NaOH溶液滴定25 00mL未知浓度的HCl溶液 滴定完成时 用去NaOH溶液12 50mL 通过中和滴定测得HCl的物质的量浓度是多少 解 这是一元酸和一元碱的中和滴定 据 0 0500mol L 答 测得HCl的物质的量浓度为0 0500mol L 如果酸或者碱的元数不相同呢 如 用NaOH标准溶液滴定H2SO4 它们的关系式如何书写 cNaOHVNaOH 2cH2SO4VH2SO4 练习2 用0 1000mol L的NaOH溶液滴定20 00mL未知浓度的硫酸溶液 滴定完成时用去NaOH溶液18 00mL 计算待测硫酸溶液的物质的量浓度 练一练 根据c OH V OH c H V H 计算 有n H n OH 3 酸碱中和滴定的关键 1 准确测量参加反应的两种溶液的体积 2 准确判断中和反应是否恰好完全反应 需要能在滴加溶液时准确表示所加溶液体积的仪器需要能指示酸碱反应完全的物质 酸碱指示剂 思维探究 要想测定的浓度结果更准确 你认为实验的关键是什么 讨论结果 最好用滴定管 因为它比较精确 滴定管能准确到0 1ml 读到0 01ml 在下列仪器中选出能够准确量取酸 或碱 体积的仪器 三 酸碱滴定管的使用 滴定管的构造 上端标有 温度 0刻度 容积 25 25mL 50mL 滴定管的最小刻度为 允许估计至 因此读数的精确度为mL 0 1mL 0 01mL 0 01 酸式滴定管 玻璃活塞 用来盛放酸性或具有氧化性的溶液 酸 Br2 KMnO4 等 碱式滴定管 橡胶管 玻璃球 用来盛放碱性物质或无氧化性的物质 思考 有一支25mL酸式滴定管内盛有溶液 液面在10 00mL刻度处 当管内溶液全部排出时 所得溶液的体积是 15 00mL 滴定管的构造特点 检漏 首先检查滴定管是否漏水 洗涤 用蒸馏水将滴定管 锥形瓶洗净 润洗 分别用标准液和待测液润洗相应的滴定管 注液 向滴定管中注入相应的标准液和待测液 使液面位于滴定管0刻度以上2 3cm处 赶气泡 将滴定管尖嘴部分的气泡赶尽使之充满溶液 调节液面 将滴定管内液面调至0刻度或0刻度以下某一刻度 记录下初始刻度V0 滴定管的使用方法 读数 a 滴定管要垂直b 视线与凹液面最低处保持水平c 估读到0 01mL 平视 凹液面 俯视 仰视 读数 视线与凹液面最低点相切或在同一水平线上 您读得准吗 25 60mL 实验步骤 1 准备阶段 检漏 首先检查滴定管是否漏水 洗涤 用蒸馏水将滴定管 锥形瓶洗净 润洗 分别用标准液和待测液润洗相应的滴定管注意 锥形瓶不能用待测液润洗 注液 向滴定管中注入相应的标准液和待测液 使液面位于滴定管0刻度以上2 3cm处 赶气泡 将滴定管尖嘴部分的气泡赶尽使之充满溶液 调节液面 将滴定管内液面调至0刻度或0刻度以下某一刻度 记录下初始刻度V0 放出待测液 向锥形瓶中加入一定体积的待测液 然后滴加2至3滴指示剂 2 滴定一手控制滴定管的开关 一手旋摇锥形瓶 边滴边振荡 眼睛注视锥形瓶内颜色的变化 滴定先快后慢 当接近终点时 应一滴一摇动 最后一滴刚好使指示剂的颜色发生明显的变化 且半分钟内溶液的颜色不变 3 读数并记录达终点后 眼睛平视刻度线 记下终了刻度V1消耗溶液体积为V1 V0 4 复滴重复上述操作2 3次 5 计算根据滴定所用标准液体积 取几次操作的平均值 代入公式计算出待测液的浓度 练习 某学生中和滴定实验的过程如下 取一支碱式滴定管 用蒸馏水洗净 加入待测NaOH溶液 记录液面刻度的读数 用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液 置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中 加入2滴酚酞试剂 开始滴定 先慢后快 边滴边摇荡 边注视滴定管液面变化 滴到溶液由无色变为粉红色时 即停止滴定 记录液面读数 重复滴定 根据两次读数得出NaOH的体积21ml上述学生操作错误的有 填序号 3 6 8 9 10 12 问题 氢氧化钠溶液和盐酸反应 溶液一直都是无色 那怎么知道所加的氢氧化钠溶液与盐酸恰好发生了中和反应呢 当最后一滴标准液恰好使指示剂的颜色发生明显变化 且在半分钟内不褪色 即为滴定终点 探究三 如何判断中和反应恰好完成 实验时应先把酸和碱都装入滴定管中 然后从酸式滴定管中取2 的盐酸注入锥型瓶 再用碱式滴定管向盐酸中滴加 1mol L氢氧化钠溶液至恰好完全中和 四 终点的判断 即酸碱指示剂的选择 酸碱指示剂是有机色素 是有机弱酸 HIn 或有机弱碱 InOH 在水里也存在电离平衡 溶液酸碱性的变化 会影响酸碱指示剂平衡移动的方向 指示的颜色也随之发生变化 酸碱指示剂的变色原理 变色范围及选择依据1 变色原理 2 常用指示剂的变色范围 甲基橙石蕊酚酞甲基红 3 1 4 4 酸色中间色碱色 红色橙色 5 0 8 0 8 2 10 0 红色紫色蓝色 粉红色 无色 红色 黄色 4 4 6 2 红色 橙色 黄色 思考 强酸与强碱完全中和时 溶液的PH就为7 但指示剂变色时 溶液的PH不等于7 为什么可将滴定终点当成完全中和的点 即酸碱指示剂的选择依据是什么 用0 1000mol L的NaOH溶液 滴定20 00ml0 1000mol L的HCl溶液 测随VNaOH的增大 pH 活动 中和滴定过程的pH变化 在滴定终点前后 溶液的pH发生突跃 4 3 9 7 a 滴定前 加入滴定剂 NaOH 的体积为0 00ml时 0 1000mol L的HCl溶液中的氢离子浓度 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 算一算 通过计算了解不同滴定过程中的pH pH lg 1 0 10 1 1 c H 1 0 10 1mol L b 滴定中 pH取决于剩余HCl的量 如 加入滴定剂体积为18 00ml时 c H 0 1000 20 00 18 00 20 00 18 00 5 0 10 3mol L 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 pH lg 5 0 10 3 2 3 c H 0 1000 20 00 19 98 20 00 19 98 5 0 10 5mol L 当加入滴定剂体积为19 98ml时 滴定时 每滴溶液的体积约为0 04ml 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 pH lg 5 0 10 5 4 3 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 c 当酸和碱刚好反应完全时 即加入滴定剂NaOH的体积刚好为20 00ml时 pH 7 c OH 0 1000 0 02 20 00 20 02 5 0 10 5mol L pH lg 2 0 10 10 9 7 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 d 当滴定剂NaOH过量时假设刚好多滴加一滴HCl 即HCl过量0 04ml c H 1 0 10 14 5 0 10 5 2 0 10 10 只要选择变色范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差 结论 滴加体积 0 00 19 98ml pH 4 3 1 3 3 滴加体积 19 98 20 02ml pH 9 7 4 3 5 4 发生滴定突越 3 指示剂的选择原则 依据酸碱滴定曲线 A 滴定终点时溶液的pH值尽可能与指示剂的变色范围一致 B 颜色变化明显 灵敏 易观察 常见滴定类型中指示剂的选择 强酸与弱碱甲基橙强碱与弱酸酚酞强酸与强碱两种指示剂均可 4 指示剂的用量2 3滴 因为石蕊变色范围太宽 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 滴定过程中任何错误操作都可能导致C标 V标 V待的误差但在实际操作中认为C标是已知的 V待是固定的 所以一切的误差都归结为对V标的影响 V标偏大则C待偏大 V标偏小则C待偏小 六 误差分析 常见具体分析如下 1 滴定前 在用蒸馏水洗涤滴定管后 未用标准盐酸润洗 2 滴定前 盐酸滴定管尖端有气泡 滴定后气泡消失 3 滴定前 用待测烧碱液润洗锥形瓶 4 读取标准盐酸液的刻度时 滴定前平视 滴定后俯视 5 滴定过程中 锥形瓶振荡太剧烈 有少量溶液溅出 6 滴定后 盐酸滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中 偏高 偏高 偏高 偏高 偏低 偏低 练 用标准盐酸滴定待测烧碱 下列错误操作将对V 酸 和C 碱 有何影响 偏大 偏小 无影响 7 盐酸滴定前仰视读数 滴定后平视刻度读数 8 滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水 9 滴定过程中 盐酸滴定管漏液 10 滴定临近终点时 用洗瓶中的蒸馏水洗下盐酸滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中 11 过早估计滴定终点 12 过晚估计滴定终点 13 一滴盐酸标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下 无影响 偏低 偏高 偏低 偏高 偏高 无影响 小结 小结 中和滴定前 必须用滴定液多次润洗滴定管 以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小 加入指示剂的量控制在2滴 3滴 以避免指示剂消耗酸或碱 临近终点时 滴液要慢 至指示剂变色 不立即 褪去或变为原色即为终点 避免过量 重视测定结果的复核 即重复实验测定2次以上 取实验平均值 根据计算公式 求出计算值 A 由黄色变红B 由黄色变橙色C 由橙色变红色D 由红色变橙色 3 在盐酸滴定氢氧化钠溶液的实验中 以甲基橙为指示剂 滴定终点时的颜色变化应是 1 酸碱恰好完全中和时 它们一定相等的量是 A 质量B 物质的量C 物质的量浓度D 酸提供的H 和碱提供OH 的物质的量 D B 2 用10ml的量筒量取液体 数据记录正确的是 A8B8 01 C7 78D8 1 D 中和滴定误差判断的基本原则 1 凡是有利于滴定液体积增大的因素都会使测定结果偏高 如仰视2 凡是有利于滴定液体积减小的因素都会使测定结果偏低 如俯视3 凡是有利于被滴定的物质量增大的因素都会使测定结果偏高 如用待测液润迅锥形瓶4 凡是有利于被滴定的物质量减小的因素都会使测定结果偏低 如摇动时液体溅出 练习 1 00年上海 下列实验操作中错误的 A 分液时 分液漏斗中下层液体从下口放出 上层液体从上口倒出B 蒸馏时 应使温度计水银球靠近蒸烧瓶支管口C 滴定时 大手控制滴定管活塞 右手握持锥形瓶 边滴边振荡 眼睛注视滴定管中的液面D 称量时 称量物放在称量纸上 置于托盘天平的大盘 砝码放在托盘天平的右盘中 C 2 01全国12 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度 参考右图 从下表中选出正确选项 CD 3 下列是一段关于中和滴定的实验叙述 取一锥形瓶 用待测NaOH溶液润洗两次 在锥形瓶中放入25 00ml待测液NaOH溶液 加入几滴石蕊试剂作指示剂 取一支酸式滴定管 洗涤干净后 直接往其中注入标准酸溶液 进行滴定 左手旋转滴定管的玻璃活塞 右手不停摇动锥形瓶 两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降 直至滴定终点 其中错误的是 A B C D D 检漏 检查活塞是否漏水 洗涤 先用自来水或蒸馏水洗 然后用待测液润洗内壁2 3次 润洗的目的是消除掉由于滴定管内有水而使溶液浓度变小带来的误差 装液 把溶液注入滴定管中 使液面位于 0 刻度线以上2cm 3cm处 排气泡 再把滴定管固定在滴定管夹上 在滴定管下放一个烧杯 调节活塞使滴定管的尖嘴部分充满溶液 不留气泡 调零 并使液面处在 0 或 0 以下某一刻度处 记下准确读数V0 读数 滴加溶液反应完毕后记录读数V1 则反应消耗溶液的体积为V1 V0a 滴定管要垂直b 视线与凹液面最低处保持水平c 估读到0 01mL 实际滴出的溶液体积 滴定后的读数V1 滴定前的读数V0 例1 99年上海 下列叙述仪器 0 刻度位置正确的是 A 在量筒的上端B 在滴定管上端C在托盘天平刻度尺的正中D在托盘天平刻皮尺的右边 B 练1 量取25 00mL KMnO4溶液可选用仪器 A 50mL量筒 B 100mL量筒C 50mL酸式滴定管 D 50mL碱式滴定管 C 练2 50ml的滴定管盛有溶液 液面恰好在20 00处 若把滴定管中溶液全部排出 则体积 A 等于30B 等于20C 大于30D 小于30 C 练3 下列所述仪器 0 刻度位置正确的是 A 在量筒的上端B 在滴定管上端C 容量瓶上端 D 在托盘天平刻度尺的右边 B 问题 氢氧化钠溶液和盐酸反应 溶液一直都是无色 那怎么知道所加的氢氧化钠溶液与盐酸恰好发生了中和反应呢 探究三 如何判断中和反应恰好完成 实验时应先把酸和碱都装入滴定管中 然后从酸式滴定管中取 的盐酸注入锥型瓶 再用碱式滴定管向盐酸中滴加 1mol L氢氧化钠溶液至恰好完全中和 四 酸碱中和滴定终点的确定 即指示剂的选择 常用指示剂的变色范围 甲基橙石蕊酚酞 3 1 4 4 酸色中间色碱色 红色橙色 5 0 8 0 8 2 10 0 红色紫色蓝色 粉红色 无色 红色 黄色 指示剂的选择原则A 指示剂的pH变色范围尽可能接近中和时的pHB 颜色变化明显 酚酞甲基橙 常用中和滴定指示剂 指示剂的用量2 3滴 滴定终点确定 例如 指示剂选择不当会有误差 以盐酸做标准液滴定氨水时 用酚酞做指示剂 测定的氨水的浓度将偏低 因为恰好完全反应时 生成的NH4Cl溶液的pH值小于7 而酚酞的变色范围是8 10 滴入盐酸到pH为8就终止实验了 用去的盐酸偏少 所以应选用甲基橙为好 滴定终点时溶液的pH值尽可能与指示剂的变色范围一致 强酸滴定弱碱 选甲基橙 强碱滴定弱酸 选酚酞 强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙 指示剂的选择 甲基橙 红 3 1 橙色 4 4 黄 酚酞 无 8 2 粉红色 10 0 红 完全中和时溶液略显酸性 完全中和时溶液略显碱性 练一练 练习 用标准盐酸测定氨水的浓度 最适宜的指示剂是 问题探究四 酸碱中和滴定选用酚酞或甲基橙作指示剂 但其滴定终点的变色点并不是pH 7 这样对中和滴定终点的判断有没有影响 练4 在20 00mL0 1000mol L的盐酸中 逐滴滴入0 1000mol LNaOH溶液40 00mL 判断下列情况下溶液的pH 未滴NaOH溶液时HCl的pH 滴加NaOH溶液到完全反应相差一滴 一滴溶液的体积是0 04mL 这时溶液的pH 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH pH 1 pH 4 pH 10 在滴定终点前后 溶液的pH发生突跃 跟完全反应所需NaOH溶液相差一滴 或多加一滴 对计算盐酸的浓度有没有影响 通过计算说明 c HCl 0 0998mol L跟实际浓度0 1000mol L相比 误差很小 结论 在滴定终点前后 溶液的pH发生突跃 酚酞的变色点落在溶液pH的突跃范围内 按pH突跃范围内的体积计算 结果是可以达到足够的准确度 酸碱中和滴定是一个非常精确的定量实验 用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠 滴定管 锥形瓶用水洗干净标准 内壁不挂水珠 滴定管检漏 活塞灵否 装液读数时要注意 滴定管要直立 装液或放液后 需等1 2分钟才能观察液面高度 读数时 视线应与凹液面水平 必须准确到0 1mL 并估计到0 01mL 四 酸碱中和滴定的操作步骤 用滴定管移取定量待测液注入锥形瓶 滴加2 3滴指示剂 振荡混匀 注意 不能用待测液洗涤锥形瓶 进行滴定 左手旋塞 右手摇瓶 眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化 滴定到指示剂颜色变化 并不立即褪去 即为滴定终点 计算 HCl NaOH NaCl H2O 滴定次数待碱测溶液体积 mL 标准酸溶液的体积 mL 滴定前刻度滴定后刻度体积 操作2 次取平均值代入公式计算 滴定过程中注意 左手 控制活塞 活塞朝右 滴液先快后慢 右手 持锥形瓶 不断旋转 眼睛 锥形瓶中的颜色变化 滴定的速度 滴定终点判断 溶液颜色发生变化且在半分钟内不褪色 读数 视线和凹液面最低点相切 练习 某学生中和滴定实验的过程如下 取一支碱式滴定管 用蒸馏水洗净 加入待测NaOH溶液 记录液面刻度的读数 用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液 置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中 加入2滴酚酞试剂 开始滴定 先慢后快 边滴边摇荡 边注视滴定管液面变化 滴到溶液由无色变为粉红色时 即停止滴定 记录液面读数 重复滴定 根据两次读数得出NaOH的体积21ml上述学生操作错误的有 填序号 3 6 8 9 10 12 a 滴定前 加入滴定剂 NaOH 的体积为0 00ml时 0 1000mol L的HCl溶液中的氢离子浓度 知识支持 pH lgc H 室温下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 算一算 通过计算了解不同滴定过程中的pH pH lg 1 0 10 1 1 c H 1 0 10 1mol L 例如 指示剂选择不当会有误差 以盐酸做标准液滴定氨水时 用酚酞做指示剂 测定的氨水的浓度将偏低 因为恰好完全反应时 生成的NH4Cl溶液的pH值小于7 而酚酞的变色范围是8 10 滴入盐酸到pH为8就终止实验了 用去的盐酸偏少 所以应选用甲基橙为好 滴定终点时溶液的pH值尽可能与指示剂的变色范围一致 强酸滴定弱碱 选甲基橙 强碱滴定弱酸 选酚酞 强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙 指示剂的选择 甲基橙 红 3 1 橙色 4 4 黄 酚酞 无 8 2 粉红色 10 0 红 完全中和时溶液略显酸性 完全中和时溶液略显碱性 练一练 练习 用标准盐酸测定氨水的浓度 最适宜的指示剂是 问题探究 酸碱中和滴定选用酚酞或甲基橙作指示剂 但其滴定终点的变色点并不是pH 7 这样对中和滴定终点的判断有没有影响 练习 在20 00mL0 1000mol L的盐酸中 逐滴滴入0 1000mol LNaOH溶液40 00mL 判断下列情况下溶液的pH 未滴NaOH溶液时HCl的pH 滴加NaOH溶液到完全反应相差一滴 一滴溶液的体积是0 04mL 这时溶液的pH 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH pH 1 pH 4 pH 10 在滴定终点前后 溶液的pH发生突跃 跟完全反应所