《大学化学教学课件》5酸碱滴定法(修改稿)

1、整理课件1 12.1 滴定分析概述滴定分析概述 12.5 配位滴定法配位滴定法 12.4 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 12.3 酸碱滴定法酸碱滴定法 12.2 分析结果的误差和有效数字分析结果的误差和有效数字 整理课件2 整理课件3定性分析定性分析 定量分析定量分析化学分析化学分析仪器分析仪器分析重量分析法重量分析法滴定分析法滴定分析法酸碱滴定法酸碱滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法配位滴定法配位滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法整理课件4 酸碱滴定法酸碱滴定法( (中和法中和法) )：以质子传递反应为基础。：以质子传递反应为基础。 H H+ + B B- - HBHB(2) (2) 沉淀滴定法：以

2、沉淀反应为基础。沉淀滴定法：以沉淀反应为基础。 AgAg+ + ClCl- - AgC1AgC1(3) (3) 配位滴定法：以配位反应为基础。配位滴定法：以配位反应为基础。 M M2+2+ Y Y4 4- - MYMY2 2 - -(4) (4) 氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础 MnOMnO4 4 - - + 5Fe+ 5Fe2+2+ + 8H + 8H+ + MnMn2+ 2+ + 5Fe+ 5Fe3+ 3+ + 4H+ 4H2 2O O整理课件5整理课件6整理课件7整理课件8(1)(1)直接配制法直接配制法(2)(2)间接配制法（标定法）间接配制法

3、（标定法）整理课件9整理课件10将试剂先配制成近似于所需浓度的溶液将试剂先配制成近似于所需浓度的溶液用含量准确已知的基准物质用含量准确已知的基准物质即标定其浓度。此过程称为即标定其浓度。此过程称为标定标定。通过滴定反应确定其浓度。通过滴定反应确定其浓度。0.1MNaOH整理课件11解： 0.1250 20.00 = c（NaOH）25.00)L/mol(1000. 000.2500.201250. 0)NaOH( c整理课件12 例题例题 称取分析纯称取分析纯NaNa2 2COCO3 3 1.3350g1.3350g，配成一级标准，配成一级标准物质溶液物质溶液250.00mL250.00mL，

4、用来标定近似浓度为，用来标定近似浓度为0.1mol/L0.1mol/L的的HClHCl溶液，溶液，25.00mL25.00mL一级标准物质溶液恰好与一级标准物质溶液恰好与24.50mL 24.50mL HClHCl溶液完全反应。求此溶液完全反应。求此HClHCl溶液的准确浓度溶液的准确浓度c c（HClHCl）。）。解：解： 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2 + H2O先求先求25.00mL一级标准溶液中一级标准溶液中Na2CO3的含量：的含量：)g(1335. 00 .25000.253350. 1)CONa(m32滴定达计量点时：滴定达计量点时： n（2HCl）= n

5、（ Na2CO3）)CONa(M)CONa(m)HCl(V)HCl( c213232)L/mol(1028. 00 .10602450. 01335. 02)HCl(V)CONa(M)CONa(m2)HCl( c3232整理课件13 1. 1. 反应必须定量完成反应必须定量完成。2.2.反应速度快反应速度快。3.3.有简便可靠的方法确定终点有简便可靠的方法确定终点。 凡能满足上述条件的反应，都能用标准溶液直凡能满足上述条件的反应，都能用标准溶液直接滴定被测组分，这类测定方式称为接滴定被测组分，这类测定方式称为整理课件14 在被测溶液中先加入在被测溶液中先加入过量过量的标准溶液，反的标准溶液，反

6、应完全后，再用应完全后，再用另一种标准溶液另一种标准溶液滴定开始加入的标准溶液滴定开始加入的标准溶液与被测组分完全反应后剩余量。与被测组分完全反应后剩余量。整理课件15先用适当试剂与待测物质反应，定量置换先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质出另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质的方法。，再用标准溶液去滴定该物质的方法。适用：适用：无明确定量关系的反应无明确定量关系的反应Na2S2O3标准溶液标准溶液 + K2Cr2O7 S4O62-+SO42- 无定量关系无定量关系 K2Cr2O7 +过量过量KI 定量生成定量生成 I2 Na2S2O3标液标液 淀粉指示剂淀粉指示剂 深蓝色消失深

7、蓝色消失整理课件16通过另外的化学反应，以滴定法间接通过另外的化学反应，以滴定法间接测定。测定。适用：适用：不能与滴定剂起化学反应的物质不能与滴定剂起化学反应的物质Ca 2+ CaC2O4沉淀沉淀 H2SO4 KMnO4标液标液 C2O42- 间接测间接测定定整理课件1712.2 12.2 分析结果的误差和有效数字分析结果的误差和有效数字一、误差产生的原因和分类一、误差产生的原因和分类误差分为误差分为系统误差系统误差偶然误差偶然误差 是由于分析时某些固定的原因造成的，在同一条件下重是由于分析时某些固定的原因造成的，在同一条件下重复测定时，会重复出现，其值的大小和正负可以测定，所以，复测定时，会

8、重复出现，其值的大小和正负可以测定，所以，又称又称。整理课件182. 仪器误差仪器误差3. 试剂误差试剂误差4. 操作误差操作误差1.方法误差方法误差整理课件19 是指测定值（是指测定值（X X）与真实值（）与真实值（T T）的符）的符合程度。准确度的高低用误差来衡量，误差越小，合程度。准确度的高低用误差来衡量，误差越小，表示分析结果的准确度越高。表示分析结果的准确度越高。绝对误差（绝对误差（E）相对误差（相对误差（Er）TXE%100TEEr 误差可有正值和负值，正值表示分析结果偏高，误差可有正值和负值，正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低。负值表示分析结果偏低。整理课件20解：绝对误

9、差解：绝对误差E1 = 1.6380g 1.6381g = 0.0001gE2 = 0.1638g 0.1639g = 0.0001g而它们的相对误差分别为：而它们的相对误差分别为：%006. 0%1006381. 10001. 01ggEr%06. 0%1001639. 00001. 02ggEr整理课件21是指几次平行测定结果相互接近的程是指几次平行测定结果相互接近的程度，它表示了测定结果再现性的好坏。精密度，它表示了测定结果再现性的好坏。精密度的高低用偏差来衡量。度的高低用偏差来衡量。d d = = X X X绝对偏差（绝对偏差（d d）相对偏差（相对偏差（d dr r）%100Xddr

10、 在实际工作中，常用绝对平均偏差（在实际工作中，常用绝对平均偏差（ ）、）、相对平均偏差（相对平均偏差（ ）和标准偏差（）和标准偏差（S S）来表示分）来表示分析结果的精密度。析结果的精密度。drd整理课件22ndddddn 321%100 xddr12232221 nddddSn100%SRSDx整理课件23整理课件24 滴定分析法准确度高，适用于质量分数滴定分析法准确度高，适用于质量分数1%1%的常量分的常量分析，灵敏度低。析，灵敏度低。 对于对于1%1%的微量组分则相对误差就较大，而需要采的微量组分则相对误差就较大，而需要采用准确度虽稍差，但灵敏度高的仪器分析法。用准确度虽稍差，但灵敏度

11、高的仪器分析法。（三）使用合适的测量方法，减少（三）使用合适的测量方法，减少。整理课件25 整理课件26 有效数字有效数字是指实际能测量到的具有实际意义是指实际能测量到的具有实际意义的数字，它包括的数字，它包括所有的准确数字和第一位可疑数所有的准确数字和第一位可疑数字字，误差为误差为1 1。0.435 8g准确数字准确数字可疑数字可疑数字24.2 3mL整理课件27如：如：0.4358g 20.50mL用升作单位用升作单位0.0 2050L为非有效数字为非有效数字 由此可见，由此可见，在第一个数字（在第一个数字（1-91-9）前的）前的“0 0”均为均为非有效数字，在数字（非有效数字，在数字（

12、19）中间和小数点末尾的）中间和小数点末尾的“0 0”均为有效数字。均为有效数字。1.如如3600，有几位有效数字不好确定，因它可表示为：，有几位有效数字不好确定，因它可表示为： 3.6103（两位有效数字）；（两位有效数字）； 3.60103（三位有效数字）；（三位有效数字）； 3.600103（四位有效数字）。（四位有效数字）。整理课件282.在计算中遇到倍数或分数关系，在计算中遇到倍数或分数关系，20 .1061molg 除数除数2是自然数，不是由测量所得，不受有效数字的限制。是自然数，不是由测量所得，不受有效数字的限制。 3.化学中常见的化学中常见的pH、pK和和lg等对数数值，其有效

13、数字的位等对数数值，其有效数字的位数，数，因整数部分只说明该数指因整数部分只说明该数指数形式的方次。数形式的方次。如；如；pH = 10.30是两位有效数字。是两位有效数字。如如1/2NaCO3的摩尔质量为：的摩尔质量为：整理课件29整理课件30一、酸碱指示剂一、酸碱指示剂 常用的酸碱指示剂都是一些有机弱酸（如：酚酞、石常用的酸碱指示剂都是一些有机弱酸（如：酚酞、石蕊等）或有机弱碱（如：甲基橙、甲基红等）。蕊等）或有机弱碱（如：甲基橙、甲基红等）。 酸碱指示剂在溶液中存在如下质子转移平衡：酸碱指示剂在溶液中存在如下质子转移平衡：HIn + H2O（酸式）（酸式）（碱式）（碱式） H3O+ +

14、In-（一）酸碱指示剂的变色原理（一）酸碱指示剂的变色原理整理课件31如如:甲基橙指示剂甲基橙指示剂 双色双色OH-H+pKa = 3.4(CH3)2NNNHSO3-+(CH3)2NNNSO3-pH 3.1,酸式色，红色酸式色，红色pH ：3.14.4，混合色，橙色，混合色，橙色pH4.4碱式色，黄色碱式色，黄色整理课件32如如:酚酞指示剂酚酞指示剂 COHOHCOO-HOOH-H+pKa = 9.1CCOO-OO-pH 8.0，酸式色，无色，酸式色，无色pH ：8.09.6，混合色，微红色，混合色，微红色pH 9.6,碱式色，红色碱式色，红色整理课件33 只有当只有当pH在在pKHIn1的范

15、围内，才能够观察到指示剂的范围内，才能够观察到指示剂在溶液中颜色变化。因此，在溶液中颜色变化。因此，整理课件34指示剂变色范围（pH）酸色过渡色碱色pKHIn百里酚蓝（第一次变色）甲基橙溴酚蓝溴甲酚绿甲基红溴百里酚蓝中性红酚酞百里酚蓝（第二次变色）百里酚酞1.22.83.1 4.43.1 4.63.8 5.44.4 6.26.0 7.66.8 8.08.0 9.68.0 9.69.4 10.6红色红色黄色黄色红色黄色红色无色黄色无色橙色橙色蓝紫绿色橙色绿色橙色粉红绿色淡蓝黄色黄色紫色蓝色黄色蓝色黄色红色蓝色蓝色1.73.74.14.95.07.37.49.18.910.0整理课件35 酸碱滴定

16、曲线：酸碱滴定曲线：以滴定过程中加入的酸或碱的以滴定过程中加入的酸或碱的标准溶液的量为横坐标标准溶液的量为横坐标，以所得混合溶液的以所得混合溶液的pHpH为纵为纵坐标坐标，绘制的关系曲线。绘制的关系曲线。1 1、滴定曲线、滴定曲线 以以0.1000molL-1 NaOH滴定滴定0.1000mol L-1 HCl 20.00mL为例，说明滴定过程中溶液为例，说明滴定过程中溶液pH的变化情况。的变化情况。整理课件36表12-2 0.1000molL-1 NaOH 滴定 0.1000mol L-1 HCl pH的变化加入NaOH（ml）滴定百分数（%）剩余HCl（ml）过量NaOH（ml）pH0.0

17、018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.0040.000.0090.0099.0099.90100.0100.1101.0110.0200.020.002.000.200.020.000.020.202.0020.001.002.283.304.37.009.710.7011.7012.50突跃范围整理课件37pH滴定百分数滴定百分数100%滴定开始滴定开始1.0滴定达滴定达99.9%4.3滴定达滴定达100%(化学计量点化学计量点)滴定达滴定达100.1%7.09.7滴定滴定突跃突跃范围范围整理课件38图图12-1 强酸和强碱的滴定曲线强酸和强碱的滴定曲线（1）0

18、.1000mol/LNaOH滴定滴定0.1000mol/LHCl 20.00mL；（2）0.1000mol/LHCl 滴定滴定0.1000mol/LNaOH 20.00mL。整理课件39只要指示剂在滴定突跃范围内能发生颜色变化只要指示剂在滴定突跃范围内能发生颜色变化就就可以可以保证保证滴定准确度滴定准确度在在99.9% 100.1% 范围内范围内.滴定误差在滴定误差在0.1%的范围内。的范围内。滴定终点在突跃范围内滴定终点在突跃范围内整理课件40v甲基橙（甲基橙（3.14.4）*3.45v甲基红（甲基红（4.46.2）*5.1v 酚酞（酚酞（8.010.0）*9.1 1.0 mol/L NaO

19、H1.0 mol/L HCl pH=3.310.7 选择甲基橙，甲基红，酚酞选择甲基橙，甲基红，酚酞 pH=4.39.7 选择甲基红，酚酞，甲基橙（差）选择甲基红，酚酞，甲基橙（差） pH=5.38.7 选择甲基红，酚酞（差）选择甲基红，酚酞（差）整理课件41 以以0.1000mol/L NaOH 滴定滴定0.1000mol/L HAc 20.00mL为例，滴定过程中溶液为例，滴定过程中溶液pH的变化情况见表的变化情况见表6-4， 整理课件42整理课件43 如：用如：用0.1000mol/L HCl滴定滴定0.1000mol/L NH3H2O 20.00mL的过程中，溶液的过程中，溶液pH的变

20、化情况。的变化情况。 图图12-5 0.1000mol/L HCl滴定滴定0.1000mol/L NH3H2O 20.00mL 滴定开始至计量点前滴定开始至计量点前的曲线，两端坡度大而的曲线，两端坡度大而中部较平缓。中部较平缓。 计量点时的计量点时的pH在在5.28。突跃范围较窄，在突跃范围较窄，在pH4.36.3之间。并在酸之间。并在酸性范围内。性范围内。整理课件44 用强碱滴定多元酸或强酸滴定多元碱是分步进行的，判用强碱滴定多元酸或强酸滴定多元碱是分步进行的，判断能否进行滴定和分步滴定的条件是：断能否进行滴定和分步滴定的条件是：1.如果二元碱的如果二元碱的cKb（B）10-8，（判断能否进

21、行滴定），（判断能否进行滴定）2.如果如果Kb1/Kb2 104，（判断能否分步进行滴定），（判断能否分步进行滴定） 绘制滴定曲线的方法是：采用酸度计直接测定并记录滴绘制滴定曲线的方法是：采用酸度计直接测定并记录滴定过程中定过程中pH的变化，然后以加入酸或碱标准溶液的量为横坐的变化，然后以加入酸或碱标准溶液的量为横坐标，混合溶液的标，混合溶液的pH为纵坐标绘制。为纵坐标绘制。整理课件45 如：用如：用0.1000mol/L HCl滴定滴定0.05000mol/L Na2CO3，其，其滴定反应分两步进行：滴定反应分两步进行：CO32- + H3O+HCO3- + H2OHCO3- + H3O+H

22、2CO3 + H2O411141014. 21068. 41000. 121awbKKK87141024. 21047. 41000. 112awbKKKcKb110-8， cKb2 =1.12 10-7 10-8，两步反应均可，两步反应均可进行滴定。进行滴定。Kb1/ Kb2 104，可进行分步滴定。，可进行分步滴定。整理课件46HCO3-H2CO3图图12-6 0.1000mol/L HCl滴定滴定 0.05000mol/L Na2CO3 滴定曲线出现两个突滴定曲线出现两个突跃（两个计量点）。跃（两个计量点）。 第一个计量点，产物第一个计量点，产物为为NaHCO3，近似，近似pH为：为：3

23、4. 833.1035. 6212121）（）（aapKpKpH滴定曲线如图滴定曲线如图5-6可选用酚酞（可选用酚酞（8.09.6）作指示剂。）作指示剂。整理课件47 第二个计量点的产物为第二个计量点的产物为H2CO3，它在溶液中主要以溶解，它在溶液中主要以溶解的的CO2形式存在，其饱和溶液的浓度常温时为形式存在，其饱和溶液的浓度常温时为0.040mol/L，所以溶液的酸度为：所以溶液的酸度为：）（）（LmolAcKHa/1034. 1040. 01047. 4471pH = 3.87选用甲基橙（选用甲基橙（3.14.4）比较适宜。）比较适宜。整理课件481. Kac（A）10-8，（判断是否

24、能进行滴定），（判断是否能进行滴定）2.Ka1/Ka2 104，Ka2/Ka3 104，（判断是否能分步滴定）（判断是否能分步滴定） 例如，用例如，用0.1000mol/L NaOH 滴定滴定0.1000mol/L H3PO4，其，其滴定分三步进行：滴定分三步进行：H3PO4 + NaOHNaH2PO4 + H2ONaH2PO4 + NaOHNa2HPO4 + H2ONa2HPO4 + NaOHNa3PO4 + H2O其滴定曲线如图其滴定曲线如图5-7所示。所示。 多元酸的滴定多元酸的滴定 与多元碱的滴定类似，能否滴定的判断与多元碱的滴定类似，能否滴定的判断原则同样有两条：原则同样有两条：整理

25、课件49图图5-7 0.1000mol/L NaOH 滴定滴定0.1000mol/L H3PO4 由于由于H3PO4的的Ka3=2.210-13Kac（A）10-8，所以，所以得不到第三步反应的滴定得不到第三步反应的滴定突跃；突跃；Ka1=7.5210-3和和Ka2=6.2310-8 其其Ka1cA和和Ka2cA大于和大于和近似于近似于10-8，且，且Ka1/Ka2和和Ka2/Ka3都大于都大于104， 所以，第一步和第二步的滴定反应都有较明显的突跃。所以，第一步和第二步的滴定反应都有较明显的突跃。NaH2PO4Na2HPO4整理课件50当达到第一计量点是，生成物为当达到第一计量点是，生成物为

26、NaH2PO4，溶液的，溶液的pH为：为：68. 421. 716. 2212121）（）（aapKpKpH据此可选用据此可选用甲基红（甲基红（4.46.2）作指示剂较合适。）作指示剂较合适。当达到第二计量点是，生成物为当达到第二计量点是，生成物为Na2HPO4，溶液的，溶液的pH为：为：76. 932.1221. 7212132）（）（aapKpKpH可选用可选用百里酚酞（百里酚酞（9.410.6）作指示剂较适宜。作指示剂较适宜。整理课件51 用来配制酸标准溶液的强酸有盐酸和硫酸，因盐酸的滴用来配制酸标准溶液的强酸有盐酸和硫酸，因盐酸的滴定产物是氯化物大都溶于水，最常用。定产物是氯化物大都溶

27、于水，最常用。浓盐酸不能直接配制标准溶液，而是先配成近似于所需浓度浓盐酸不能直接配制标准溶液，而是先配成近似于所需浓度（一般为（一般为0.1mol/L）的溶液，然后用基准物质标定。）的溶液，然后用基准物质标定。整理课件52 例例 称取分析纯称取分析纯 Na2CO3 1.3350g，配成一级标准物质，配成一级标准物质溶液溶液250.00mL，用来标定近似浓度为，用来标定近似浓度为0.1mol/LHCl溶液，量溶液，量取一级标准物质溶液取一级标准物质溶液25.00mL，计量点时，消耗，计量点时，消耗HCl溶液溶液24.50mL。试求盐酸溶液的准确浓度？。试求盐酸溶液的准确浓度？解：解：gmLmLg

28、CONam1335. 000.2500.2503350. 132）（Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2)()(2)()(3232CONaMCONamHClVHClc根据：根据：111028. 00 .10602450. 01335. 02)(LmolmolgLgHClc整理课件53 用来配制碱标准溶液的强碱有用来配制碱标准溶液的强碱有NaOH和和KOH，因，因NaOH价廉最常用。价廉最常用。KHC8H4O4 + NaOH = KNaC8H4O4 + H2O计量点时，计量点时，pH为为9.1，选酚酞，选酚酞为指示剂。计算公式为：为指示剂。计算公式为：)()()()(448448OHKHCMNaOHVOHKHCmNaOHc整理课件54MnO4+ 5e + 8H+ Mn2+ + 4H2O 1.51V酸性调节酸性调节采用采用H H2 2SO