项目二3工业用盐酸总酸度的测定

1、项目二项目二 工业用盐酸总酸度的测定工业用盐酸总酸度的测定3 3 温故知新！温故知新！ 1.说说氢氧化钠标准滴定溶液的配制和标定原理说说氢氧化钠标准滴定溶液的配制和标定原理 是什么？请写出有关反应方程式。是什么？请写出有关反应方程式。 2. 配制氢氧化钠标准滴定溶液时，量取饱和氢氧配制氢氧化钠标准滴定溶液时，量取饱和氢氧 化钠溶液的体积是怎样计算的？化钠溶液的体积是怎样计算的？ 3. 0.1mol/L HCl溶液的溶液的pH值等于值等于 ； 0.01mol/L KOH溶液的溶液的pH值是值是 ；NH4Cl水水 溶液显溶液显 性。性。 4. CO32-的共轭酸是的共轭酸是 ， HPO42-的共轭

2、碱的共轭碱 是是 。 项目二项目二 工业用盐酸总酸度的测定工业用盐酸总酸度的测定3 3 任务三任务三 工业盐酸总酸度的测定工业盐酸总酸度的测定 3.1分析方案的再解析分析方案的再解析 3.2工业盐酸总酸度的测定工业盐酸总酸度的测定 3.3 讨论实验结果和实验中出现的问题讨论实验结果和实验中出现的问题 3.1 3.1 分析方案的再解析分析方案的再解析 1.量取约量取约3mL样品，置于内装有样品，置于内装有5mL水并已称量（精确至水并已称量（精确至 0.0001g）的）的称量瓶称量瓶中，混匀并称量（精确至中，混匀并称量（精确至0.0001g）；）； 2.将称量瓶中的样品转移入将称量瓶中的样品转移入

3、250mL容量瓶中定容；容量瓶中定容； 3.移取移取25mL稀释后的盐酸溶液于锥形瓶中，加稀释后的盐酸溶液于锥形瓶中，加23滴溴甲酚滴溴甲酚 绿指示液，用已标定的氢氧化钠标准滴定溶液滴定至溶液绿指示液，用已标定的氢氧化钠标准滴定溶液滴定至溶液 由黄色变为蓝色为终点；由黄色变为蓝色为终点；（或溴甲酚绿（或溴甲酚绿-甲基红指示液，暗甲基红指示液，暗 红变为绿色）红变为绿色） 4.平行测定三份。平行测定三份。 用用0.1mol/LNaOH溶液滴定工业盐酸，怎么操作？溶液滴定工业盐酸，怎么操作？ 任务安排任务安排 3.2 工业盐酸总酸度的测定工业盐酸总酸度的测定(60min) 3.3 讨论实验结果和实

4、验中出现的问题讨论实验结果和实验中出现的问题 (10min) 1. 碱式滴定管的准备（洗涤、试漏、润洗）碱式滴定管的准备（洗涤、试漏、润洗）10min 2. 工业盐酸样品的稀释（工业盐酸样品的稀释（ 称量称量溶解溶解 定容）定容） 10min 3. 盐酸溶液的移取盐酸溶液的移取 15min 4. 工业盐酸总酸度的测定工业盐酸总酸度的测定 20min 5. 结束工作（仪器和台面的整理）结束工作（仪器和台面的整理） 5min 1.滴定管读数是否读到小数点后两位？浓度滴定管读数是否读到小数点后两位？浓度 计算结果是否保留计算结果是否保留4位有效数字？位有效数字？ 2.相对平均偏差应小于相对平均偏差应

5、小于0.2%。是否达到？是否达到？ 3.工业盐酸总酸度应工业盐酸总酸度应31.0%。该盐酸的总。该盐酸的总 酸度计算出来是否符合标准？酸度计算出来是否符合标准？要有结论！要有结论！ 4.本实验的指示剂是如何选择的？本实验的指示剂是如何选择的？ 3.4 数据处理及问题讨论数据处理及问题讨论 任务任务3.5 酸碱滴定理论深化酸碱滴定理论深化 一、酸碱指示剂一、酸碱指示剂 二、酸碱滴定曲线与指示剂的选择二、酸碱滴定曲线与指示剂的选择 一、酸碱指示剂一、酸碱指示剂 1、酸酸碱碱指示剂的变色原理指示剂的变色原理 酸碱指示剂：酸碱指示剂：一类有颜色的有机物（弱一类有颜色的有机物（弱 酸或弱碱），随溶液酸或

6、弱碱），随溶液pH的不同结构发生的不同结构发生 变化，而呈现不同颜色，颜色与结构相变化，而呈现不同颜色，颜色与结构相 互关联。互关联。 HIn H+ + In- 酸式色 碱式色 如：有机弱酸：酚酞、石蕊等；如：有机弱酸：酚酞、石蕊等；有机弱碱：甲有机弱碱：甲 基橙、甲基红等。基橙、甲基红等。 2 2、指示剂的变色范围、指示剂的变色范围 根据人眼对颜色的灵敏度：根据人眼对颜色的灵敏度： 当当In-/HIn 10即即pH pKHIn+1,呈现呈现 色色 当当In-/HIn1/10即即pHpKHIn-1,呈现呈现 色色 当当1/10In-/HIn 10,呈现呈现 色色 HIn + H2O H3O+

7、+ In- KHIn= H3O+In- - HIn 整理为整理为H3O+=KHIn In- - HIn pH = pKHIn + lg In- - HIn 浓度比决定浓度比决定 溶液的颜色溶液的颜色 碱式碱式 酸式酸式 混合混合 指示剂的变色范围：指示剂的变色范围：人的视觉能明显看出指示剂人的视觉能明显看出指示剂 由一种颜色转变成另一种颜色的由一种颜色转变成另一种颜色的pH范围。范围。 指示剂的理论变色范围：指示剂的理论变色范围：pKHIn 1 指示剂的实际变色范围：指示剂的实际变色范围：实验测得的变色范围。实验测得的变色范围。 一般小于一般小于2个个pH单位。单位。 指示剂的理论变色点：指示

8、剂的理论变色点：当当In-=HIn， pH = pKHIn 时的时的pH值。值。 2 2、指示剂的变色范围、指示剂的变色范围 指示剂的变色区间越窄越好指示剂的变色区间越窄越好,有利于提有利于提 高测定准确度。高测定准确度。 变色点变色点 (橙橙) 3.7 (红红) (黄黄) pH=pH= 3.1 4.4 例：例：甲基橙甲基橙的的理论变色点理论变色点 pKHIn=3.7 理论变色范围：理论变色范围：pH=pH= 2.7- 4.7 实际变色范围实际变色范围: 2 2、指示剂的变色范围、指示剂的变色范围 2 2、指示剂的变色范围、指示剂的变色范围 表表2-2 2-2 常用酸碱指示剂常用酸碱指示剂 几

9、点说明：几点说明： 指示剂加入量多少影响变色敏锐程度；指示剂加入量多少影响变色敏锐程度； 指示剂消耗滴定剂；指示剂消耗滴定剂； 指示剂应适当少用；指示剂应适当少用； 不同酸碱指示剂其变色范围和理论变色点不同；不同酸碱指示剂其变色范围和理论变色点不同； 各种指示剂变色范围的幅度各不相同，但一般不各种指示剂变色范围的幅度各不相同，但一般不 大于大于2个个pH单位，大多数为单位，大多数为1.6-1.8个个pH单位。单位。 二、酸碱滴定曲线和指示剂的选择二、酸碱滴定曲线和指示剂的选择 滴定曲线：滴定曲线：酸碱滴定过程中溶液的酸碱滴定过程中溶液的pH值值 随滴定剂加入量的变化而变化的曲线。随滴定剂加入量

10、的变化而变化的曲线。 滴定曲线的作用：滴定曲线的作用： 确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积； 判断滴定突跃大小；判断滴定突跃大小； 确定滴定终点与化学计量点确定滴定终点与化学计量点 (理论终点）理论终点） 之差；之差； 选择指示剂。选择指示剂。 实验现象：实验现象： HCl+酚酞酚酞 为什么为什么最后最后 一滴一滴NaOH 的加入，可的加入，可 以使溶液颜以使溶液颜 色马上改变色马上改变 ？而先前的？而先前的 加入的却不加入的却不 会？会？ 最后一滴最后一滴NaOH 1 1、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱）、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱） 例题例题1: 0.1000

11、mol/L NaOH 溶液滴定溶液滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液。溶液。 滴定前滴定前 滴定开始到化学计量点前滴定开始到化学计量点前 化学计量点时化学计量点时 化学计量点后。化学计量点后。 分四个分四个阶段阶段 1 1、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱）、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱） (1) 滴定前，加入滴定剂滴定前，加入滴定剂NaOH体积为体积为 0.00 ml 0.1 mol/L 盐酸盐酸 溶液的溶液的pH=1 (2) 加入滴定剂体积为加入滴定剂体积为 19.98mL时时 (即滴定误差为即滴定误差为 -0.1%): H+ = 0.1(20.00-19.98)/(20

12、.00+19.98) = 5.010-5 mol/L 溶液溶液pH=4.3 例题例题1: 0.1000 mol/L NaOH 溶液滴定溶液滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液。溶液。 (3)化学计量点，加入滴定剂体积为化学计量点，加入滴定剂体积为20.00mL， 反应完全反应完全, 溶液中溶液中H+=10-7 mol/L , 溶液溶液 的的 pH=7 (4)化学计量点后，加入滴定剂体积为化学计量点后，加入滴定剂体积为 20.02 ，过量，过量 0.02 mL(即滴定误差为即滴定误差为+0.1%)： OH-=nNaOH / V =(0.1000 0.02)/(20.00+

13、20.02) =5.0 10-5 mol/L pOH=4.3 溶液溶液 的的 pH=14-4.3=9.7 1、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱）、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱） 滴定曲线滴定曲线加入的酸（碱）的量为横坐标，相应溶液的加入的酸（碱）的量为横坐标，相应溶液的pH值值 为纵坐标所绘的曲线。为纵坐标所绘的曲线。 加入碱的体积加入碱的体积19.98mL pH=4.30 加入碱的体积加入碱的体积20.02mL pH=9.70 计量点计量点 pH=7.0 酚酞变色范围酚酞变色范围 pH=8.0-9.6 突跃范围突跃范围 pH 7.0 1.0 V(NaOH)/mL 突跃范围突跃范围是指是指 计量点前后

14、计量点前后 0.1%误差范误差范 围内溶液围内溶液pH值值 的变化范围。的变化范围。 滴定曲线的讨论（指示剂的选择）：滴定曲线的讨论（指示剂的选择）： 滴定过程中，溶液总体积不断增加，计算时应注意：滴定过程中，溶液总体积不断增加，计算时应注意： 滴定前滴定前19.98mL，pH变化慢：变化慢：4.3-1=3.3； 化学计量点前后化学计量点前后0.04 mL(约约1滴滴)，pH发生突跃变化：发生突跃变化： 9.7-4.3=5.4； 滴定终点与化学计量点并不一定相同，但相差不超滴定终点与化学计量点并不一定相同，但相差不超 过过0.02mL，滴定误差不超过滴定误差不超过0.1%；符合滴定；符合滴定

15、分析要求。分析要求。 指示剂选择原则：指示剂选择原则：指示剂的变色范围全部或一部分指示剂的变色范围全部或一部分 在滴定突跃范围内。在滴定突跃范围内。 指示剂的选择指示剂的选择 保证测定结果有足够准确度保证测定结果有足够准确度 (相对误差相对误差0.1%内内) 凡变色范围全部或部分落凡变色范围全部或部分落 在滴定突跃范围内的指示在滴定突跃范围内的指示 剂剂 (如左图如左图) 选择原则选择原则 选择选择依据依据-滴定突滴定突 跃范围跃范围 还应考虑人视觉对颜色变还应考虑人视觉对颜色变 化的敏感性。化的敏感性。 （a）0.100 0 molL-1NaOH溶液滴定溶液滴定0.100 0 molL-1H

16、Cl溶液溶液20.00mL （b）0.100 0 molL-1HCl溶液溶液滴定滴定0.100 0 molL-1NaOH溶液溶液20.00mL 突跃范围与浓度的关系突跃范围与浓度的关系 (1)：pH 3.310.7 (2)：pH 4.39.7 (3)：pH 5.38.7 浓度愈大浓度愈大,突跃范围愈大突跃范围愈大. 合适的浓度合适的浓度: 0.10.5molL-1 用（ 用（1）1.000 molL-1 （2）0.100 0 molL-1 （3）0.010 00molL-1 NaOH溶液溶液滴定相应滴定相应 浓度的浓度的 HCl溶液溶液 突跃范围与酸碱浓度的关系突跃范围与酸碱浓度的关系 2 2

17、、一元弱酸、弱碱的滴定、一元弱酸、弱碱的滴定 现以现以0.1000mol/LNaOH滴定滴定 20mL0.1000mol/L HAc为例为例 滴定前滴定前 HAc 按一元按一元弱酸弱酸 溶液组成溶液组成 pH值计算值计算 滴定开始至滴定开始至 化学计量点时化学计量点时 NaAc 按按一元弱碱一元弱碱 化学计量点前化学计量点前 化学计量点后化学计量点后 NaOH+ NaAc 按过量按过量NaOH浓度浓度 HAc- NaAc lg HAc Ac pKpH a 计算结果计算结果 见表见表12-3 NaOH HAc （1）强碱滴定一元弱酸）强碱滴定一元弱酸 与强酸曲线比较的与强酸曲线比较的特点特点有有

18、: 曲线起点曲线起点pH值高。值高。 滴定过程中滴定过程中pH值变化速值变化速 率不同于滴定强酸。率不同于滴定强酸。 滴定突跃范围小滴定突跃范围小 pH=7.89.7 （碱性区）（碱性区） 计量点计量点pH=8.73 选选碱性区碱性区变色的指示剂变色的指示剂 酚酞、百里酚酞酚酞、百里酚酞 甲基橙、甲基红甲基橙、甲基红 滴定曲线滴定曲线 影响滴定突跃范围大小的影响滴定突跃范围大小的 因素因素: 被滴定弱酸的强度被滴定弱酸的强度 弱酸浓度弱酸浓度:酸浓度越大酸浓度越大, 突跃范围越大突跃范围越大 用强碱直接准确滴定弱酸用强碱直接准确滴定弱酸 的的判定依据判定依据: 8 10 a cK Ka愈大愈大

19、,突跃范围愈大；突跃范围愈大； Ka愈小愈小,突跃范围愈小。突跃范围愈小。 当当Ka10-7，已无明显突跃。，已无明显突跃。 各各点值的点值的计算方法与强碱计算方法与强碱 滴定弱酸相似滴定弱酸相似 突跃范围：突跃范围：pH=6.34.3 （酸性区）（酸性区） 计量点计量点pH=5.28 选酸性区变色的指示剂：选酸性区变色的指示剂： 甲基橙甲基橙 甲基红甲基红 溴甲酚绿溴甲酚绿 （2）强酸滴定一元弱碱）强酸滴定一元弱碱 以以0.1000molL-1 HCl滴滴0.1000molL-1 NH320.00mL为例为例 强酸滴定一元弱碱强酸滴定一元弱碱 以以0.1000molL-1 HCl滴滴0.10

20、00molL-1 NH320.00mL为例为例 强酸滴定弱碱突跃区间大强酸滴定弱碱突跃区间大 小取决于小取决于 -弱碱的强度和浓度弱碱的强度和浓度 用强酸直接准确滴定弱用强酸直接准确滴定弱 碱的碱的判定依据判定依据: 8 10 b cK 课堂测验：课堂测验： 1酸碱滴定中选择指示剂的原则是酸碱滴定中选择指示剂的原则是( )。 AKa=KHIn B指示剂应在指示剂应在PH=7.00时变色时变色 C指示剂的变色范围与化学计量点完全符合指示剂的变色范围与化学计量点完全符合 D指示剂的变色范围全部或大部分落在滴定的指示剂的变色范围全部或大部分落在滴定的PH突跃范围内突跃范围内 2用用0.1mol/LH

21、Cl滴定滴定0.1mol/LNaOH时时pH突跃范围是突跃范围是9.7 4.3，用用1mol/LHCl滴定滴定1mol/LNaOH时时pH突跃范围是（突跃范围是（ ） A9.74.3 B8.74.3 C8.75.3 D10.73.3 3某酸碱指示剂的某酸碱指示剂的KHIn=1.010-5，则从理论上推算其变色范，则从理论上推算其变色范 围是围是 （ ） A4-5 B5-6 C4-6 D5-7 4.酚酞指示剂变色范围酚酞指示剂变色范围pH为为 ，颜色由，颜色由 变为变为 。 5.甲基橙指示剂变色范围甲基橙指示剂变色范围pH为为 ，颜色由，颜色由 变为变为 再再 变为变为 。 项目三项目三 情境引

22、入情境引入 中国质量新闻网消息中国质量新闻网消息 2011年，山东省质量技术监督局组年，山东省质量技术监督局组 织开展了工业氢氧化钠产品质量省专项监督抽查。本次共织开展了工业氢氧化钠产品质量省专项监督抽查。本次共 抽查了全省抽查了全省30家企业生产的家企业生产的30批次工业氢氧化钠产品。批次工业氢氧化钠产品。 本次抽查依据本次抽查依据GB/T4348.1-2000工业用氢氧化钠中工业用氢氧化钠中 氢氧化钠和碳酸钠含量的测定氢氧化钠和碳酸钠含量的测定、GB 209-2006工业用工业用 氢氧化钠氢氧化钠等标准的要求，对等标准的要求，对工业氢氧化钠产品工业氢氧化钠产品的外观及的外观及 氢氧化钠氢氧

23、化钠、碳酸钠碳酸钠、氯化钠、三氧化二铝、三氧化二铁、氯化钠、三氧化二铝、三氧化二铁、 氧化钙、二氧化硅、氯酸钠、硫酸钠、铜的质量分数等氧化钙、二氧化硅、氯酸钠、硫酸钠、铜的质量分数等 11个项目进行了检验。个项目进行了检验。 抽查发现抽查发现3家企业的家企业的3批次产品不符合相关标准的要求，批次产品不符合相关标准的要求， 不合格项目涉及氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、三氧化二铁不合格项目涉及氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、三氧化二铁 的质量分数等。的质量分数等。 27 工业氢工业氢 氧化钠氧化钠 中盐华祥盐化中盐华祥盐化 工有限公司工有限公司 /HL- 2011/09/ 08 合格合格 山东省煤化工山东省煤化工 产品质量监督产品质量监督 检验中心检验中心 28 工业氢工业氢 氧化钠氧化钠 潍坊浩丰化工潍坊浩丰化工 有限公司有限公司 /IS-IT-2011/08 不合不合 格格 氯化钠的质量氯化钠的质量 分数分数;氢氧化钠氢氧化钠 的质量分数的质量分数;三三 氧化二铁的质氧化二铁的质 量分数量分数 山东省煤化工山东省煤化工 产品质量监督产品质量监