酸硷滴定法测定物质含量醋酸含量的测定(定量化学分析课件)

酸碱指示剂酸碱指示剂酸碱滴定终点，如何确定？来帮忙酸碱指示剂在滴定过程中,通常借助于一种辅助试剂颜色转变显示化学计量点，这种试剂称为指示剂。如：酚酞、甲基橙、甲基红等。酸碱指示剂是在某一特定pH区间，随介质酸度条件的改变颜色明显变化的物质。1.酸碱指示剂是什么酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，其酸式与共轭碱式具有不同的颜色。溶液pH改变时，酸碱指示剂获得质子转化为酸式，或失去质子转化为碱式，由于指示剂的酸式与碱式具有不同的结构因而具有不同的颜色。酸式色碱式色2.酸碱指示剂怎么指示终点2.酸碱指示剂怎么指示终点当酸度增大时，甲基橙主要以红色醌式存在，酸度降低就主要以黄色偶氮式存在。甲基橙酚酞酚酞在酸性溶液中，为内醌式，无色；碱性溶液中，为醌式，红色。COHOHCOO-HOOH-H+pKa=9.1CCOO-OO-2.酸碱指示剂怎么指示终点指示剂两种不同存在形式浓度之比设HIn代表酸碱指示剂，它在溶液中有平衡：2.酸碱指示剂怎么指示终点两种颜色共存时，一般肉眼对颜色变化的敏锐性：一种颜色是另一种颜色浓度10倍时，就能辨别该颜色。呈酸式颜色呈碱式颜色2.酸碱指示剂怎么指示终点pka-1<pH<pka+1酸碱指示剂的变色范围为：酸色过渡色碱色理论上说，指示剂的变色范围都是2个pH单位。实际上并不是这样。实际变色范围与上述理论范围有差别。如甲基橙的pKa=3.4，理论变色范围为pH2.4-4.4，而实际为pH3.1-4.4。因为人眼对红色敏锐，而对黄色不敏锐。注意3.如何选择合适的酸碱指示剂选择指示剂要根据滴定曲线中滴定突跃范围进行确定。选择指示剂的原则1.指示剂的变色范围全部或部分地落入滴定突跃范围内；2.指示剂的变色点尽量靠近化学计量点。使用指示剂时应注意问题1.一般适当少量。①变色敏锐；②指示剂会消耗滴定剂2.对单色指示剂，用量多少对其变色范围还有影响。4.常见的酸碱指示剂有哪些5.混合指示剂例：溴甲酚绿+甲基红甲基红溴甲酚绿溴甲酚绿+甲基红pH02468在某些酸碱滴定中，使用单一指示剂确定终点无法达到所需要的准确度，这时可考虑采用混合指示剂。混合指示剂是利用颜色之间的互补作用，使变色范围变窄，从而使终点时颜色变化敏锐。常见的混合指示剂标准与标准化一、标准的基本概念统一是标准的本质。标准定义：对重复性事物和概念所做的统一规定，以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。二、标准的分级标准的分级国家标准是指对全国经济技术发展有重大意义，需要在全国范围内统一的技术要求所制定的标准。国家标准行业标准是指对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，所制定的标准。行业标准地方标准是指对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一工业产品的安全、卫生要求所制定的标准。地方标准企业标准是指企业所制定的产品标准和在企业内需要协调、统一的技术要求和管理、工作要求所制定的标准。企业标准国家标准行业标准地方标准企业标准二、标准的分级三、标准代号（1）国家标准的代号与编号国家标准的代号强制性国家标准的代号为“GB”；推荐性国家标准的代号为“GB／Ｔ”。国家标准的编号、国家标准的编号由国家标准的代号，国家标准发布的顺序号和国家标准发布的年号构成。如：GB601-2008如：GB/T5267.1-2008（2）行业标准的代号与编号代号：各行业标准的代号，由国务院标准化行政管理部门规定28个行业标准代号，如化工行业为HG。编号：由行业标准的代号，标准顺序号及标准年号组成。与国家标准编号就是区别在代号上。例：化工部的标准。三、标准代号（3）地方业标准的代号与编号强制性地方标准的代号由汉语拼音“DB”加上省、自治区、直辖市行政区划代码前两位数再加斜线组成，再加“Ｔ”，则组成推荐性地方标准代号。例如吉林省代号220000、吉林省强制性地方标准代号：DB22、推荐性标准代号为：DB22／T。如：DBJ50168-2003三、标准代号（4）企业标准的代号与编号企业标准代号为“Ｑ”。某企业的企业标准的代号由企业标准代号Ｑ加斜线，再加企业代号组成。企业代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼用组成。企业标准编号：由该企业的企业标准代号，顺序号和年号三部分组成。三、标准代号酸碱滴定曲线的绘制一、强酸（碱）滴定强碱（酸）的滴定曲线绘制（1）0.1000mol/LHCl标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH滴定曲线强酸滴定强碱过程：H++OH-=H2O

①滴定开始前溶液的pH由此时NaOH溶液的浓度决定。即[OH-]=0.1000mol/LpOH=1.00pH=13.00滴定过程可分为四个阶段：当滴入HCl溶液19.80mL时，溶液中剩余NaOH溶液0.20mL，则当滴入HCl溶液19.98mL时，溶液中剩余NaOH溶液0.02mL，则（1）0.1000mol/LHCl标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH滴定曲线②滴定开始至化学计量点前溶液的pH由剩余NaOH溶液的酸度决定。例如，当滴入HCl溶液18.00mL时，溶液中剩余NaOH溶液2.00mL，则pOH=3.30pH=10.70pOH=4.30pH=9.70④化学计量点后溶液的pH值由过量的HCl浓度决定。例如加入HCl20.02mL时，HCl过量0.02mL，此时溶液中[H+]为pH=4.30突跃范围③化学计量点时溶液的pH值由体系产物的离解决定。此时溶液中的NaOH全部被HCl中和，其产物为NaCl与H2O，因此溶液呈中性，即（1）0.1000mol/LHCl标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH滴定曲线[H+]=[OH-]=1.00X10-7mol/L[H+]=[OH-]=1.00整个滴定过程中加入任意体积HCl时溶液的pH值，结果如表1。（1）0.1000mol/LHCl标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH滴定曲线以溶液的pH值为纵坐标，以HCl的加入量（或滴定百分数）为横坐标，绘制出强酸滴定强碱的滴定曲线，如图。（1）0.1000mol/LHCl标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH滴定曲线（2）0.1000mol/LNaOH标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LHCl滴定曲线如果用0.1000mol/LNaOH标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LHCl，用同样的方法计算整个滴定过程中加入任意体积时NaOH溶液的pH值，结果如表2。（2）0.1000mol/LNaOH标准滴定溶液滴定20.00mL0.1000mol/LHCl滴定曲线以溶液的pH值为纵坐标，以NaOH的加入量（或滴定百分数）为横坐标，可绘制出强碱滴定强酸的滴定曲线，如图。二、一元弱酸的滴定曲线绘制一元强碱滴定一元弱酸时的基本反应：OH-+HA⇌A-+H2O以0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定20.00mL0.1000mol/LHAc为例，说明一元强碱滴定一元弱酸过程中pH值的变化与滴定曲线。（1）滴定开始前溶液的pH此时溶液的pH由0.1000mol/L的HAc溶液的酸度决定。因为c/Ka≥500，由弱酸pH计算的最简式得mol/LpH=2.88（2）滴定开始至化学计量点前溶液的pH这一阶段的溶液是由未反应的HAc与反应产物NaAc组成的，其pH由HAc-NaAc缓冲体系来决定，即二、一元弱酸的滴定曲线绘制

当滴入NaOH19.98mL（剩余HAc0.02mL）时，[HAc]=mol/L=5.0˟10-5mol/L因此[H+]=mol/L=1.76˟10-8mol/LpH=7.75[Ac-]=mol/L=5.0˟10-2mol/L（3）化学计量点时溶液的pH此时溶液的pH由体系产物的离解决定。化学计量点时体系产物是NaAc与H2O，Ac-是一种弱碱。[Ac-]=mol/L=5.0*10-2mol/L[OH-]=mol/L=5.33*10-6mol/LpOH=5.27；pH=8.73二、一元弱酸的滴定曲线绘制酸碱滴定条件及可行性一、滴定分析条件1反应要按具有确定化学计量关系的化学反应进行，不发生副反应；反应必须定量进行完全，在滴定终点时，反应完全程度≥99.9%；2反应速度要快。对于速度较慢的反应，可以通过加热、增加反应物浓度、加入催化剂等措施来加快；3能选择合适的方法确定滴定终点。4不是所有反应都可用于滴定分析，只有当反应具备4个条件时才可能采用滴定分析法进行。二、酸碱直接滴定可行性的判断H++OH-＝H2O

强酸强碱滴定：由于Kt值很大，反应很完全。因此强酸强碱均能直接滴定。1.强酸强碱滴定可行性的判断2.一元弱酸弱碱滴定可行性的判断（1）弱酸HA滴定（即强碱与弱酸）的反应实质为：HA+OH-＝A-+H2O用指示剂法直接准确滴定一元弱酸的条件是：

cKa≥10-8且c≥10-3mol/L此时，可保证滴定误差≤±0.2%，滴定突跃约>0.6pH单位。2.一元弱酸弱碱滴定可行性的判断（2）弱碱A-滴定（即强酸与弱碱）的反应实质为：A-+H+＝HA能够用指示剂法直接准确滴定一元弱碱的条件是：

cKb≥10-8且c≥10-3mol/L水溶液中[H+]的计算水溶液中[H+]的计算

在酸碱滴定过程中，随着滴定剂的加入，溶液中H+浓度的不断变化，为判断H+浓度的变化规律，要学会准确计算水溶液中[H+]。计算[H+]的依据是酸碱的离解平衡，如酸、碱的电离。HA=H++A-A-+H2O=HA+OH-水溶液中[H+]的计算物料平衡各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数。（电中性原则）质子条件溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质子的数目。水溶液中酸碱平衡的处理方法：水溶液中[H+]的计算酸碱溶液的几种类型01一元强酸（强碱）如：HCl、NaOH03多元酸（碱）如：H2CO3、H3PO404两性物质02一元弱酸（弱碱）如：HAc、NH4Cl1.一元强酸(碱)的[H+]的计算-以HCl为例在HCl溶液中存在以下解离作用：

HCl=H++C1-H2OH++OH-该溶液体系的PBE式为：

[H+]＝[Cl-]+[OH-]＝c+Kw/[H+][H+]2-c[H+]-Kw=0——精确式当HCl溶液的浓度c≥10-6mol·L-1，水的解离可忽略，可近似求解。当HCl溶液的浓度c≤10-8mol·L-1，水的解离不可忽略。[H+]＝[OH-]+[Cl-]≈[Cl-]=c——近似式

例1：求0.050mol.L-1和1.0×10-7mol.L-1HCl溶液的pH。解：(1)因c1=0.050mol.L-1>10-6mol.L-1

故采用最简式进行计算：

[H+]=0.050mol.L-1pH=1.30(2)当c2=1.0×10-7mol.L-1<10-6mol.L-1

，须用精确式进行计算：2.一元弱酸(碱)的[H+]的计算-以HA为例

（1）当cKa>20KW，c/Ka<

500时

——近似式（2）当cKa>20KW，c/Ka>

500时既可忽略水的解离，又可忽略弱酸解离对原始浓度的影响。

——最简式例2：计算0.10mol.L-1HF溶液的pH,已知Ka=7.2×10-4

解：因cKa=0.10×7.2×10-4>20KW,

c/Ka=0.1/(7.2×10-4)<500，故根据近似式计算:

例3求0.010mol·L-1一氯乙酸溶液的pH。已知Ka=1.410-3。解：已知Ka=1.40×10-3，c=0.10mol·L-1，cKa＞20Kw，但c/Ka＜500，故采用近似公式计算，求得[H+]=1.1×10-2mol·L-1pH=1.96例4求0.10mol·L-1HAc溶液的pH。已知pKa=4.74解：已知Ka=1.80×10-5，cHAc=0.010mol·L-1，cKa＞20Kw，又因为c/Ka

＞500，故采用最简公式计算，求得

[H+]=4.2×10-4mol·L-1pH=3.38设浓度为cmol·L-1的二元弱酸H2B溶液其中2.二元弱酸(弱碱)溶液——精确式——近似式则可忽略第二级解离，按一元酸处理，得——近似式精确公式则既可忽略水的解离，又可忽略第二级解离，还可忽略弱酸解离对原始浓度的影响，即[H2B]=c－[H+]≈

c，得最简公式例5

计算0.10mol/LNa2CO3溶液的pH。已知：Ka1=4.210-7,Ka2=5.610-11。解：pOH=2.37,pH=11.63采用最简公式计算3.两性物质中的[H+]的计算两性物质：在溶液中既可以接受质子显示碱的性质，又可以提供质子显示酸的性质。酸式盐HA-酸式盐HCO3-,HS-,HPO42-,H2PO4-弱酸弱碱盐NH4AcNH2CH2COOH氨基乙酸氨基酸种类精确公式酸式盐NaHA，浓度为c。PBE为其中简化：近似公式近似公式酸碱滴定的结果计算一、检验结果的表示方法1.被测组分的化学表示形式例如，测试样中氮含量，根据实际情况，可以用NH3、N2O5、NO2-、NH4+等形式表示结果。例如，在矿石检验中，测铁矿石以Fe2O3表示，测磷矿石以P2O5表示。1按实际存在的形式表示检验结果常以被测组分实际存在的形式表示含量。2按氧化物形式表示如果被测组分实际存在形式不甚清楚，检验结果最好以氧化物形式表示。

例如：有机物以C、H、O、N、S等形式表示检验结果。金属材料常以金属元素表示。如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S2-等形式表示含量。1按元素形式表示检验有机化合物和金属材料时，常以元素形式表示检验结果。2按所存在的离子形式表示水质检验、液体试样的检验结果常以存在的离子形式表示。2.被测组分含量的表示方法（1）以质量分数表示

若试样中含待测组分的质量以mB表示，试样质量以mS表示，它们的比称为物质B的质量分数，以符号W表示，即：计算结果数值以%表示。例如：测得某水泥试样中CaO的质量分数可表示为：=0.5982=59.82%。一、检验结果的表示方法

例如：常用于液体和气体测定的含量表示。如气体分析中测氧含量，表示为φ（O2）=0.10=10%，即表示100mL混合气体试样中含氧10mL。=VB/Vs式中

表示被测组分B占试样的体积分数。

（3）以质量浓度表示以质量浓度ρ表示被测组分B的质量mB除以试液的体积VS，即：如测HAc试液，结果表示为ρ（HAc）=136.0g.L-1，即1L试液中含HAc136g。

=mB/VS

如c(HCl)=0.1012mol/L。式中CB表示溶液中溶质B的物质的量，单位为mol或mmol；V为溶液的体积，单位为L或mL；浓度的常用单位为mol/L。（4）以物质的量浓度表示以C表示被测组分B的物质的量nB在单位体积溶液V中的含量，即由于物质的量的数值取决于基本单元的选择，表示物质的量浓度时，必须指明基本单元，如c(1/5KMnO4)=0.1000mol/L，c(1/2H2SO4)=0.2mol/L。二、被测组分含量的计算称取试样的质量ms(g)；标准滴定溶液的浓度cA

（mol/L）；滴定至终点时的标准滴定溶液消耗体积VA(mL)完成一个滴定分析的全过程，将得到三个测量数据，即：二、被测组分含量的计算

若以浓度为cA的标准滴定溶液滴定被测物质B的试样溶液，若试样中待测组分B的质量为mB(g)，其摩尔质量为M（B），滴定时消耗待标定标准溶液A体积为VA(mL)，根据等物质的量关系若设测得试样中待测组分B的质量为mB(g)，则待测组分B的质量分数wB（数值以%表示）为再利用所获得的三个测量数据，代入上式即可求出待测组分含量。根据等物质的量规则，将式代入得二、被测组分含量的计算例:用c(1/2H2SO4)=0.2020mol/L的硫酸标准滴定溶液测定Na2CO3试样的含量时，称取0.2009gNa2CO3试样，消耗18.32mL硫酸标准滴定溶液，求试样中Na2CO3的质量分数。已知M（Na2CO3）=106.0g/mol。解：滴定反应式为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2

↑+H2O根据反应式，Na2CO3和H2SO4得失质子数分别为2，因此基本单元分别取1/2H2SO4和1/2Na2CO3。则代入数据，得=97.62二、被测组分含量的计算酸碱缓冲溶液一、什么是酸碱缓冲溶液？+2滴1mol·L-1HClpH=2.00+2滴1mol·L-1NaOHpH=12.00pH=7.00H2OH2OH2O以溴麝香酚蓝为指示剂+2滴1mol·L-1HClpH=7.21+2滴1mol·L-1NaOHpH=7.22pH=7.21NaH2PO4Na2HPO4为什么加入同样的溶液后pH的变化相差这么大了什么是缓冲溶液？

能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而能保持其pH基本不变的溶液，称为缓冲溶液。缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用。如：NaH2PO4、Na2HPO4溶液就是缓冲溶液。所有的体液均是缓冲溶液。一、什么是酸碱缓冲溶液？二、缓冲溶液的组成共轭弱酸、弱碱对间相差一个质子。组成：一对足够浓度的共轭弱酸、弱碱对。其浓度差不能太大。缓冲溶液由HB~B-

组成组成条件：①HB与B-为共轭酸碱对②二者有足够的浓度常见缓冲系（共轭酸碱对）

缓冲系pKaH3PO4

—NaH2PO4

HAc—NaAcH2CO3

—NaHCO3NaH2PO4

—Na2HPO4NH4Cl—NH3CH3NH3+Cl—CH3NH2Na2HPO4

—Na3PO42.124.756.377.219.2510.712.67共轭弱酸共轭弱碱以弱酸及其对应的强碱弱酸盐组成的缓冲溶液为例进行说明三、缓冲溶液的pH三、缓冲溶液的pH小作业：进行弱碱及其对应的强酸弱碱盐组成的缓冲溶液进行推导三、缓冲溶液的pH

1.弱酸及其对应的强碱弱酸盐PH值公式2.弱碱及其对应的强酸弱碱盐PH值公式三、缓冲溶液的pH对多元酸酸式盐及其次级盐的缓冲系要注意公式的内容，如：注意三、缓冲溶液的pH例1:计算0.10mol·L-1NH320ml和0.20mol·L-1NH4Cl15ml混合溶液的pH.(NH3:pKb=4.75)解：NH4+的Ka=Kw/KbpKa=pKw-pKb=14-4.75=9.25=9.25+lgpH=pKa+lgn(共轭碱)n(共轭酸)=pKa+lgn(NH3)n(NH4+)0.10mol·L-1

20ml0.20mol·L-115ml=9.25-0.18=9.07三、缓冲溶液的pH例2：计算pH=5.0，总浓度为0.20mol/L的HAc-NaAc缓冲溶液中，HAc和NaAc的物质的量浓度。若向1L该溶液中加入