酸碱指示剂(共41张PPT)

酸碱指示剂第一页，共41页。作业：p164/11、14预习本章思考题第二页，共41页。1.酸碱指示剂的作用原理

是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共扼碱或酸具有不同的颜色，如酚酞Phenolphthalein(PP)

Ka=6×10-10,离解平衡如下酸性变为碱性，溶液由无色变为红色第三页，共41页。甲基橙MethylOrange(MO)

第四页，共41页。甲基红MethylRed(MR)第五页，共41页。酚酞Phenolphthalein(PP)第六页，共41页。以HIn代表弱酸指示剂，其离解平衡如下可见，酸碱指示剂的变色与pH有关。第七页，共41页。2.指示剂变色的范围指示剂的颜色变化与溶液pH的数量关系KIn为指示剂的离解平衡常数，称为指示剂常数。[In－]/[HIn]的值决定了溶液的颜色，而KIn在一定温度下，是常数,溶液的颜色完全决定与溶液的pH第八页，共41页。溶液的颜色是两种不同颜色的混合色，当两种颜色的浓度比是1：10，或10：1时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。pH≤pKIn-1时，显酸式型的颜色pH≥pKIn+1时，显碱式型的颜色pKIn-1<pH<pKIn+1,混合色,理论上的指示剂变色间隔，实际上，目测到的指示剂变色pH范围不同。---指示剂变色间隔第九页，共41页。甲基红MethylRed(MR)平衡时，pKIn=5.1,理论上变色范围是－。实测为－，why?第十页，共41页。计算表明，当酸式色是碱式色的浓度的5倍时，只能看到酸式色，（红色）。而碱式色的浓度是酸式色浓度的倍时，只能看到碱式色，这是因为红色比黄色更明显的缘故。所以甲基红的变色范围在pH小的一端短一些，同样，红色在无色中特别明显，酚酞在pH大的一端短一些。第十一页，共41页。常用酸碱指示剂的变色范围第十二页，共41页。第十三页，共41页。总结各种指示剂的变色范围随指示剂常数的不同而异。各种指示剂在变色范围内显示出逐渐变化的过渡颜色：

pKIn-1至pKIn-1<pH<pKIn+1

至pKIn+1

实验测定各种指示剂的变色范围在1－2pH单位，对于粗略估计指示剂的变色范围有一定意义。指示剂的变色范围越窄越好。第十四页，共41页。3.影响指示剂变色范围的因素（1）指示剂的用量双色指示剂如甲基橙，溶液的颜色决定于，与指示剂的用量无关。由于指示剂本身要消耗滴定剂，指示剂浓度大时，终点颜色变化不敏锐。当指示剂浓度增大时，单色指示剂的变色范围向酸性范围内移动。如100ml溶液中，酚酞2－3滴，pH＝9红色。10－15滴，pH＝8就出现红色第十五页，共41页。例如酚酞设指示剂的总浓度为c,碱型引起传感器（如人的眼睛）响应的最小浓度为a，这是一个固定的值，那么：CH+pH终点提前第十六页，共41页。（2)温度温度改变时指示剂常数和水的离子积都会改变，因此指示剂的变色范围会改变。如甲基橙在室温下的变色范围：－100－滴定宜在室温下进行，如必须加热，应将溶液冷却后再进行滴定。（3）离子强度及其他离子强度会使指示剂的变色范围改变第十七页，共41页。混合指示剂利用颜色互补的原理使终点观测明显,分为两种两种酸碱指示剂一种酸碱指示剂+一种惰性染料第十八页，共41页。作用原理分类颜色互补两种指示剂混合指示剂与染料混合例：溴甲酚绿——甲基红pH02468甲基红溴甲酚绿溴甲酚绿—甲基红混合指示剂第十九页，共41页。5.7酸碱滴定的基本原理进行酸碱滴定时，需要关注1.被测定物质能否准确滴定2.何时结束滴定？必须知道化学计量点的pH值，其大小决定于化学计量点是溶液的组成和各组分的性质3.如何选择合适的指示剂，最好能在化学计量点时变色4.如终点和计量点不一致，如何计算终点误差不同类型的酸碱滴定过程中pH的变化规律是不同的，必须分别加以讨论。第二十页，共41页。一.强碱滴定强酸基本反应：H++OH-=H2O以0.1000mol·L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl为例。1.滴定开始前：溶液中只存在强酸HCl[H+]=0.1000mol·L-12.滴定开始至计量点前:溶液中存在HCl、NaCl,pH由剩余的HCl决定，同时考虑体积的变化第二十一页，共41页。计算得出当误差为-10％，VNaOH时,当误差为％,VNaOH=19.80mL当误差为％VNaOH=19.98mL3.计量点时:溶液中存在NaCl＋H24.计量点后：溶液中存在NaCl＋NaOH，溶液的pH值由过量的NaOH决定。当误差为％,VNaOH=20.02mL当误差为％VNaOH=20.20mL

第二十二页，共41页。0.1000mol·L-1NaOH滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl第二十三页，共41页。第二十四页，共41页。滴定曲线的形状和滴定突跃滴定曲线的形状–开始平坦–SP前后变化较大–之后平坦滴定突跃–范围：SP前后0.1%的pH范围–意义：凡变色点的pH处于滴定突跃范围内的In均适用滴定突跃的大小与溶液的浓度有关–酸碱浓度增大10倍，突跃范围的pH增加2个单位第二十五页，共41页。甲基橙甲基红酚酞C-1)

同浓度强碱滴定强酸化学计量点滴定突跃-0.1%+0.1%酸缓冲区突跃区碱缓冲区C(mol.L-1)滴定突跃1.0003.30~10.700.10004.30~9.700.010005.30~8.70第二十六页，共41页。(NaOH滴定HCl或HCl滴定NaOH)第二十七页，共41页。强碱滴定一元弱酸（HA）0.1000mol/LNaOH滴定20.00mL0.1000mol/LHAc滴定前sp前：•sp[OH]=(NaOH)+[HA]第二十八页，共41页。第二十九页，共41页。第三十页，共41页。滴定曲线的形状和滴定突跃1滴定曲线的形状–开始pH增加很快–之后变化缓慢：T%=50%，–SP后曲线与NaOH滴定HCl的曲线基本重合•滴定突跃–比同样浓度的强酸的突跃小，且在弱碱性区域–只能用在碱性范围内变色的指示剂，如PP第三十一页，共41页。•滴定突跃的大小与溶液的浓度有关–浓度改变，SP前的曲线不变，SP后的曲线与强酸相似，突跃随浓度改变–酸碱浓度增大10倍，突跃范围的pH增加1个单位•滴定突跃的大小与酸的强弱有关–酸越弱（Ka越小），突跃范围也越小–同浓度的酸，Ka不同，SP前的曲线不同，SP后的曲线与强酸滴定相似–准确滴定的要求：Kac≥10-8，第三十二页，共41页。NaOH滴定不同离解常数的弱酸图第三十三页，共41页。HCl滴定弱碱NH3和NaOH第三十四页，共41页。多元酸和混合酸的滴定多元酸的滴定NaOH滴定滴定H3PO4

·L-1)第一化学计量点时产物为2PO4的溶液,两性物质的pH计算，此处用近似式，pH=4.71,用什么指示剂—MO2nd化学计量点Na2HPO4–两性物的pH，此处Kw不能忽略why–pH=9.66,用什么指示剂—百里酚酞•3rd化学计量点–无法准确滴定第三十五页，共41页。第二化学计量点时产物为Na2HPO4

的溶液，百里酚酞作指示剂，无色变为浅蓝第三计量点由于Ka3太小，不能准确滴定，但如果在溶液中加入Ca3PO4,则使弱酸转变为强酸，这时就可以用进行滴定。为保证沉淀完全，应用酚酞作指示剂。第三十六页，共41页。•滴定突跃的大小与溶液的浓度有关Ka2/Ka3>105cKa2>10-8,准确滴定到第二计量点–同浓度的酸，Ka不同，SP前的曲线不同，SP后的曲线与强酸滴定相似当误差为％,VNaOH=20.设指示剂的总浓度为c,碱型引起传感器（如人的眼睛）响应的最小浓度为a，这是一个固定的值，那么：NaOH滴定不同离解常数的弱酸图10－15滴，pH＝8就出现红色–酸越弱（Ka越小），突跃范围也越小滴定突跃的大小与溶液的浓度有关pH≤pKIn-1时，显酸式型的颜色1000mol/LNaOH滴定20.第二化学计量点时产物为Na2HPO4的溶液当误差为％,VNaOH=20.当误差为％,VNaOH=19.滴定开始至计量点前:溶液中存在HCl、NaCl,pH由剩余的HCl决定，同时考虑体积的变化是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共扼碱或酸具有不同的颜色，如酚酞Phenolphthalein(PP)Ka=6×10-10,离解平衡如下NaOH滴定H3PO4·L-1)第三十七页，共41页。多元酸准确滴定的条件不仅要考虑总量和分量的准确滴定而且还要考虑是否能分步滴定•分步滴定的条件Ka1/Ka2≥105，CKa1>10-8.，准确滴定到第一计量点Ka2/Ka3>105cKa2>10-8,准确滴定到第二计量点以上条件均以目测法作为终点指示剂的判断方法第三十八页，共41页。精品课件！第三十九页，共41页。精