酸碱滴定曲线和指示剂的选择（二）

1、酸碱滴定曲线和指示剂的选择（二） 三、滴定曲线和指示剂的挑选 在酸碱滴定法中，滴定尽头的到达是靠指示剂来确定的。它所指示的滴定尽头必需与计量点相吻合。假如指示剂选用得当，滴定误差就在允许的范围内，否则滴定误差就会很大，分析结果就不行靠。因此，必需正确地挑选指示剂。因为酸碱强弱不同，反应所产生的盐可能有不同程度的水解，因此在滴定过程中ph值的变幻较复杂。为了挑选合适的指示剂，除了要知道指示剂的性能外，更必需了解酸碱滴定过程中溶液ph值的变幻状况，特殊是计量点附近ph值的变幻。下面分离研究几种类型的酸碱滴定过程中ph值变幻状况和如何挑选最合适的指示剂等问题。 1强碱滴定强酸 现以0.1mol/l

2、naoh溶液滴定20ml 0.1mol/l hcl溶液为例。因为naoh和hcl都是强电解质，在稀溶液中彻低电离，所以它们反应的实质是： oh-h+h2o 生成物nacl是一种强酸强碱盐，不发生水解，所以滴定到计量点时溶液应呈中性。将反应过程中ph的变幻列于表5-3中。 0.1000mol/l naoh滴定20.00ml hcl的ph变幻表 以溶液的ph值为纵坐标，滴入naoh溶液的体积为横坐标，画出的曲线叫滴定曲线。5-5所示。从今曲线可以显然地看出滴定过程中ph值的变幻状况。 图5-5 强碱滴定强酸滴定曲线 从表5-2和图5-5可知，从滴定开头到加入19.98ml naoh溶液，溶液的ph

3、值从1变到4.3，总共转变了3.3个ph值单位，ph值没有显然的变幻，溶液始终是酸性的。此段滴定曲线比较平坦，溶液的ph值是渐变的。假如再滴入0.02ml naoh溶液(共滴入naoh溶液20.00ml)，正巧是滴定的计量点，这时ph值达到7.0，再滴入0.02ml naoh溶液(共滴入naoh溶液20.02ml)，ph值快速增至9.7。由此可见，在计量点前后，从剩余0.02ml hcl到过量0.02ml naoh溶液，即总共不过0.04ml naoh，但溶液的ph值却从4.3变到9.7，总共转变了5.4个ph值单位，ph值发生了突变。溶液从酸性变成了碱性，发生了质的变幻。在曲线中形成了一段(

4、bc段）垂直线部分，这个垂直线部分就叫作滴定突跃，此后加入过量的naoh溶液，ph值也没有显然的变幻，曲线cd段是溶液呈碱性后继续加入naoh的状况，ph值的变幻和ab段一样是渐变的。 强碱滴定强酸指示剂的挑选，主要是以滴定曲线的ph值突跃范围为依据。最抱负的指示剂应当恰好在计量点时变幻，但事实上这样的指示剂是难以找到的。凡是指示剂的变色范围在滴定突跃范围(ph=4.39.7)以内或基本上在突跃范围以内的都可用以指示计量点，而滴定误差都在00.1以内。因此，甲基红、中性红、等可用作0.1000mo1/l强碱滴定0.1000mo1/l强酸的指示剂。的变色范围在ph=3.14.4之间，几乎在突跃范

5、围之外，变色时溶液中还有0.11 hcl未反应彻低，故滴定误差大于0.1。 若用hcl滴定naoh，滴定曲线与图5-5方向相反，成对称，滴定突跃范围为ph=9.74.30。用甲基橙做指示剂滴定溶液色彩即由黄变橙，则滴定误差可减小到0.1以内。 必需指出，ph值突跃的大小与酸碱浓度有关。浓度小于0.01mol/l的酸碱溶液，普通不能用于滴定。相反地，滴定溶液浓度愈大，则ph值突跃范围愈大，可供选用的指示剂也愈多。因此，在酸碱滴定中可利用较浓溶液来提高测定结果的精确度。但溶液浓度愈大，药品消耗也随之增强。如果被测定成分含量很少时，则因为过量一滴溶液所引起的误差也较大，所以通常所用标准溶液的浓度应在

6、0.01mol/l1 mol/l之间。 2强碱滴定弱酸 以0.1000mol/l naoh溶液滴定20ml 0.1000mol/l hac溶液为例。它们的反应方程式是： naohhacnaach2o 生成的naac是一种强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性，所以滴定达到计量点时溶液应呈碱性。将反应过程中ph的计算结果列于表5-4中，并绘制成滴定曲线，见图5-6。 图5-6 强碱滴定弱酸滴定曲线 0.1000mo1/l naoh滴定20.00ml hac的ph变幻 由此可知，强碱滴定弱酸在计量点时，溶液的ph值大于7，强碱滴定弱酸的突跃部分要比前一类型小得多，并且处在碱性范围之内。这是因为临近计量点时，

7、溶液中hac已很少，而生成的naac愈来愈多，大量naac的存在抑制了hac的电离，使溶液中的h+离子浓度下降。同时naac的水解不断增加，溶液中的oh-浓度也因而增大，所以当滴入naoh溶液19.98ml时，虽然溶液还剩余0.02ml hac，但溶液已呈碱性(ph=7.7)，因此，这类滴定突跃部分的起点比前一类滴定要上移。 从图5-6可知，在滴定前，0.1mol/l hac的ph值2.9，在开头滴定后，因为生成ac-的水解，降低了hac的电离度和溶液中的h离子浓度，所以起始曲线坡度比前一类型大得多。 因为滴定突跃范围在ph=7.79.7，惟独酚酞的变色范围在滴定突跃范围之内，可以挑选酚酞作指

8、示剂。强碱滴定弱酸时，ph值突跃的大小除了与酸碱的浓度有关之外，还与弱酸的电离常数k。大小有关，弱酸的电离常数愈小，即酸性愈弱，则计量点附近突跃愈小，挑选指示剂的范围也愈窄，5-7所示的曲线，即为0.1000mol/l naoh滴定几种电离常数不同的弱酸的状况，第三条曲线(ka=10-5)是naoh滴定hac，第四条曲线(ka=10-7)是滴定比hac更弱的酸，曲线已往上移，用酚酞作指示剂就不合适了，由于未到计量点时就浮现了红色，会造成误差。在这种状况下选用百里酚酞较好(其变色范围9.4已没有显然的突跃部分，因此也很难找到合适的指示剂，在这种状况下，就碱滴定法挺直滴定)。 3强酸滴定弱碱 强酸滴定弱碱的滴定曲线5-8所示，其滴定曲线与强碱滴定弱酸相像，仅ph值变幻方向相反，例如用0.1mol/l hcl滴定20ml 0.1mol/l nh3·h2o，因为反应生成的强酸弱碱盐nh4cl的水解，计量点时溶液呈酸性，滴定突跃范围在ph=6.34.3之间，计量点ph=5.3，故宜选用甲基红为指