分析化学酸碱平衡和酸碱滴定法市公开课获奖课件

1、第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法2.7 酸碱滴定基本原理（重点） 2.7.1 用强碱滴定强酸 2.7.2 用强碱滴定一元弱酸 2.7.3 多元酸和混合酸滴定（难点）2.8 终点误差 2.8.1 强碱滴定强酸 2.8.2 强碱滴定一元弱酸1第1页第1页 2.8.3 强碱滴定多元弱酸2.9 酸碱滴定法应用 2.9.1 混合碱测定 2.9.2 极弱酸碱测定（自学） 2.9.3 铵盐中氮测定 2.9.4 酸碱滴定法测定磷（自学） 2.9.5 氟硅酸钾法测定硅（自学） 2.9.3 凯氏定氮法2第2页第2页2.7酸碱滴定基本原理 酸碱滴定是以酸碱反应为基础滴定分析办法。作为原则物质滴定剂应选取强酸或强碱，如H

2、Cl,NaOH等。在酸碱滴定中，溶液pH怎样伴随标准物质滴入而改变，怎样选择指示剂确定滴定终点，从而取得尽也许准确测定结果，是至关主要。依据酸碱平衡原理，通过计算，以溶液pH值和滴定济量为横、纵坐标绘制滴定曲线，它能展示过程中pH改变规律。3第3页第3页2.7.1强碱滴定强酸以0.1000mol/L NaOH滴定 20.00mL 0.1000mol/L HCl为例(1) 滴定前 溶液pH值完全取决于HCl pH=1.00 (2) 计量点前VHClVNaOH溶液pH值取决于剩余HCl浓度 H+=CHCl当V(NaOH)=19.98ml(误差-0.1%)4第4页第4页 pH=4.305第5页第5页

3、(3) 计量点时， VHCl=VNaOH 此时溶液H+主要来自水离解pH=7.006第6页第6页(4) 计量点后VHClVNaOH溶液pH决定于过量NaOH浓度。当VNaOH=20.02ml(误差+0.1%) pOH=4.30 pH=9.707第7页第7页C (mol.L-1) 1.00.100.0100.0010酸缓冲区突跃区碱缓冲区甲基红化学计量点滴定突跃-0.1%+0.1%酚酞甲基橙8第8页第8页C (mol.L-1)滴定突跃1.0003.30 10.700.10004.30 9.700.010005.30 8.70在用NaOH滴定HCl溶液时，尽管酚酞、甲基红变色范围都在突跃范围之内，

4、但普通选取酚酞，由无色变为粉红色，而不选取甲基红（由红色变橙黄色）；当用HCl滴定NaOH时，则普通选取甲基红或甲基橙，由黄色变橙色。9第9页第9页 滴定突跃：在0.1%误差范围内，溶液pH值突变，称为滴定突跃。 滴定突跃作用：它是批示剂选择主要依据，但凡批示剂变色区间所有或部分在滴定突跃区间内都可用以批示终点。 强酸与强碱滴定突跃范围影响原由于： 酸碱浓度愈大，滴定突跃区间愈大。 溶液浓度愈稀时，滴定突跃区间愈小10第10页第10页比如，0.01000mol/LNaOH滴定0.01000mol/LHCl，在误差 0.1% 时pH=5.30在误差+0.1%时pOH=5.30， pH=8.70滴

5、定突跃范围为pH=5.308.7011第11页第11页2.7.2强碱滴定一元弱酸以0.1000 mol/L NaOH滴定20.00ml 0.1000 mol/L HAc为例1. 滴定前VNaOH=012第12页第12页2. 计量点前未反应HAc与反应生成NaAc形成缓冲体系，13第13页第13页VNaOH=19.98ml时(相对误差为-0.1%)，代入，14第14页第14页3. 计量点：HAc与NaOH完全反应生成了NaAc，溶液pH值由其水解所决定，pOH=5.27，pH=8.7315第15页第15页4. 计量点后溶液为过量NaOH与反应生成NaAc构成pOH=4.30，pH=9.7016第

6、16页第16页滴定阶段体系PBEH+ 计算式滴定前HAH+ = OH- + A计量点前HA-A-H+ + Cb = OH- + A化学计量点A-H+ + HA = OH-计量点后A-+OH-H+ + b +HA = OH- OH- = b17第17页第17页0 100 200 T%pH121086420HAc Ac- Ac-+OH-突跃6.24.43.19.78.77.74.35.04.0PPMRMOHAcHCl突跃处于弱碱性，只能选酚酞作批示剂（1）pH值起点高；（2）滴定曲线形状不同，3）突跃区间小18第18页第18页影响强碱滴定弱酸突跃区间原因(1)浓度 (2)酸强弱 通常将 作为能否准

7、确滴定弱酸条件。 19第19页第19页比如 指出下述滴定哪些是可行，设各物质浓度均为0.1mol/L。(1)NaOH滴HCl; (2) NaOH滴HCOOH(3) NaOH滴HAsO2 (4) NaOH滴NH4Cl(5)HCl滴NaAc (6) HCl滴NaCN HCOOH: Pka=3.74, HAc: Pka=4.74HAsO2: Pka=9.22, HCN: Pka=9.21NH3: Pkb=4.74可行为(1),(2),(6)20第20页第20页2.7.3多元酸和混合酸滴定1、滴定可行性判断（包括能否分步滴定判断）；2、化学计量点pHsp计算；3、批示剂选择。21第21页第21页判断能

8、否准确滴定，依据：?判断能否准确分步滴定，依据：？对二元酸滴定：22第22页第22页化学计量点pHsp计算用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4, H3PO4 pKa1 = 2.16， pKa2 = 7.21 , pKa3 = 12.32 第一化学计量点23第23页第23页体系： H2PO4-，为两性物质 pH = 4.7124第24页第24页第二化学计量点体系： HPO42-，为两性物质pH = 9.6625第25页第25页9.664.71 甲基红白里酚蓝批示剂 选择26第26页第26页2.8终点误差这里仅使用终点误差公式进行计算，推导过程将在第

9、三章学习。2.8.1 强碱滴定一元强酸ep表示终点,cHAep表示强酸在终点浓度。27第27页第27页例：求0.1 mol / L NaOH 滴定0.1 mol / L HCl 终点误差。解：强碱滴定强酸化学计量点pHsp=7, 终点设为甲基橙变色点，pH 约为4，因此：28第28页第28页2.8.2 强碱滴定一元弱酸OH-+HA=A-+H2O 滴定反应常数：29第29页第29页例：求0.1 mol/L NaOH 滴定等浓度 HAc，以酚酞为批示剂（pKHln=9.1), 计算终点误差。30第30页第30页2.8.3 强碱滴定多元弱酸强碱滴定多元弱酸H3A 第一终点，误差为：在第二终点：31第

10、31页第31页例：计算用0.1mol/LNaOH滴定0.1molH3PO4至（1）甲基橙变黄（pH=4.4) 和（2）白里酚酞显蓝色（ pH=10 .0)终点误差。 在第一化学计量点：32第32页第32页在第二化学计量点：33第33页第33页2.9 酸碱滴定法应用酸碱滴定法在生产实际中应用广泛，许多化工产品如烧碱、纯碱、硫酸氨和碳酸氢氨等，惯用酸碱滴定法测定其主成份含量。钢铁极其一些原材料中碳、硫、磷、硅和氮等元素，也能够采用酸碱滴定法。34第34页第34页2.9.1 混合碱测定烧碱中NaOH 和 Na2CO3 测定BaCl2法：甲基橙办法试样1V1试样2酚酞V2BaCl2第一份NaOHNa2

11、CO3H+甲基橙H2OH2CO3黄色红色V135第35页第35页第二份NaOHNa2CO3BaCl2NaOHBaCO3H2OH+酚酞红色无色V236第36页第36页双批示剂法：办法试样V1取一份试样V2H+酚酞甲基橙H+过程NaOHNa2CO3H2OHCO3-H2CO3H+酚酞甲基橙H+红色无色V1黄色红色V237第37页第37页2.9.2 氮含量测定试样NH4+处理蒸馏法甲醛法 参见试验肥料及一些有机化合物经常需要测定其氮含量，通常是将试剂加以适当处理，使各种含氮化合物都转化为氨态氮，然后进行测定。惯用有两种办法：38第38页第38页蒸馏法（凯氏定氮法）NH4+NH3OH-蒸馏HCl 原则溶

12、液吸取 典型H3BO3 溶液吸取 改进HCl 标液吸取：NH3NH4Cl + HCl(过量)HCl强酸与弱酸混合体系NaOHH2O + NH4+pH 5 39第39页第39页批示剂：甲基红H3BO3 溶液吸取NH3NH4+ + H2BO3- ( NH3 + H3BO3)H3BO3弱酸与弱碱混合体系HClH3BO3 + NH4+弱酸与弱酸混合体系40第40页第40页pH 5 批示剂：甲基红41第41页第41页蛋白质测定 许多不同蛋白质中氮含量基本相同，为16 % ，因此将氮含量换算为蛋白质重量因子为6.25，即经过测定含氮量，深入求出蛋白质含量。若蛋白质大部分为白蛋白，换算因子为6.27.42第42页第