酸碱平衡与酸碱滴定法课件

第七章

酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择本节要点（1）掌握强酸（碱）、一元弱酸（碱）被滴定时化学计量点与pH突跃范围的计算；（2）了解酸碱滴定曲线的绘制；（3）掌握影响滴定突跃大小(长短)的因素；（4）能根据pH突跃范围正确的选择指示剂；（5）掌握一元弱酸（碱）直接准确滴定的条件；（6）掌握多元酸（碱）分步滴定的可行性条件，会计算多元酸（碱）各化学计量点的pH值。

酸碱平衡与酸碱滴定法两个概念酸碱滴定曲线：以滴定过程中滴定剂用量或中和反应分数为横坐标，以溶液PH为纵坐标，绘出的一条溶液pH随滴定剂的加入量而变化的曲线。

pH突跃范围：化学计量点前后±0.1%相对误差范围内，溶液pH值的变化范围。

酸碱滴定反应类型（1）强酸（碱）滴定（2）一元弱酸（碱）滴定（3）多元弱酸（碱）滴定

§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择强酸（碱）滴定

以分析浓度为0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol.L-1HCl溶液设滴定过程中加入NaOH的体积为VmL：

a.V=0：[H+]=CHCl=0.1000mol.L-1

b.V<V0：

c.V=V0：

d.V>V0：

酸碱平衡与酸碱滴定法pH跃迁范围的计算

（1）当V=19.98mL时，误差为-0.1%：

pH=4.3（2）当V=20.02mL时，误差为0.1%：pOH=4.3pH=9.7pH跃迁范围为4.3-9.7

§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法滴定阶段滴定前计量点前计量点计量点后溶液组成V=0HCl、H2OV＜V0HCl余、NaCl、H2OV=V0

NaCl、H2OV＞V0NaCl、NaOH过量、H2OpH值[H+]=CHCl[H+]=0.1PH=1.00[H+]=CHCl余

当V=19.98mL（Er=－0.1％）时，[H+]=5.0×10-5

pH=4.30[H+]=[H+]水[H+]=10-7

pH=7[OH-]=CNaOH过量当V=20.02mL（Er=0.1％）时，[OH-]=5.0×10-5pOH=4.30pH=9.70§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法滴定曲线指示剂选择§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择pH突跃范围为4.30-9.70

可选用指示剂：酚酞、甲基橙、甲基红

选择依据—滴定突跃范围

凡变色范围全部或大部分落在滴定突跃范围之内的指示剂均满足要求。

酸碱平衡与酸碱滴定法浓度对突跃范围的影响从图中可见，被测液浓度越大,突跃范围越大。

§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法思考题：§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择以分析浓度为0.1000mol.L-1HCl溶液滴定20mL0.1000mol.L-1NaOH溶液。（1）滴定过程的pH突跃范围（2）指示剂选择酸碱平衡与酸碱滴定法§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择一元弱酸（碱）滴定

以分析浓度为0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol.L-1HAc溶液。(HAc:Ka=1.8×10-5pKa＝4.74)

设滴定过程中加入NaOH的体积为VmL：

a.V=0：pH=2.89

b.V<V0：

c.V=V0：

d.V>V0：

pOH=5.28pH=8.7

酸碱平衡与酸碱滴定法滴定阶段滴定前计量点前计量点计量点后溶液组成V=0HAc、H2OV＜V0HAc余、NaAc、H2OV=V0

NaAc、H2OV＞V0NaAc、NaOH过量、H2OpH值PH=2.89当V=19.98mL（Er=－0.1％）时，

pH=7.74[OH-]=5.3×10-6

pOH=5.28pH=8.72当V=20.02mL（Er=0.1％）时，[OH-]=5.0×10-5pOH=4.30pH=9.70滴定突跃范围：7.74-9.70§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法滴定曲线

§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择曲线的突跃范围(pH＝7.74-9.70)较NaOH-HCl的小得多。滴定突跃范围：7.74-9.70可选用指示剂：酚酞

酸碱平衡与酸碱滴定法pH突跃范围的影响

§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择Ka值愈小，突跃范围愈窄

被测液浓度越大，突跃范围越宽

酸碱平衡与酸碱滴定法一元弱酸（碱）准确滴定的可行性判据

△pH=±0.2

（滴定突跃≥0.4pH）

Et≤0.1%

C.Ka（Kb）≥10-8是一元弱酸（碱）被直接准确滴定的可行性判据。§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择C.Ka（Kb）≥10-8酸碱平衡与酸碱滴定法§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择多元弱酸（碱）的滴定准确滴定多元弱酸（碱）的可行性判据：以二元酸为例：条件结论指示剂选择C0Ka1≥10-8C0Ka2≥10-8

Ka1/Ka2≥104

可分步准确滴定，形成两个突跃根据pHa1、pHa2选择分步滴定的两种指示剂Ka1/Ka2<104

只能一次滴定（总量），形成一个突跃根据pHa2选择指示剂C0Ka1≥10-8C0Ka2<10-8

Ka1/Ka2≥104

第一级离解出的H+可被分步滴定，形成一个突跃根据pHa1选择指示剂Ka1/Ka2<104

不能准确滴定酸碱平衡与酸碱滴定法举例：能否用0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定0.1000mol.L-1H3PO4溶液？能否分步滴定？如果能滴定，应选什么指示剂？（H3PO4的Ka1=7.6×10-3，Ka2=6.3×10-8，Ka3=4.4×10-13）§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱平衡与酸碱滴定法§7-5酸碱滴定曲线和指示剂的选择指示剂选择：一级解离指示剂：甲基橙二级解离指示剂：酚酞酸碱平衡与酸碱滴定法pH突跃范围是指化学计量点前后±0.1%相对误差范围内，溶液pH值的变化范围。因此可通过计算终点误差±0.1%处的H+浓度确定pH突跃范围。影响滴定pH突跃范围的因素主要是溶液浓度和反应完全程度。（1）浓度越大，突跃范围越大，常用的酸碱滴定浓度一般为

0.1mol.L-1。（2）反应完全程度越高，突跃范围越大，即解离常数Ka越大，突跃范围越大。（3）强酸强碱反应完全程度高，通常突跃范围大，容易滴定准确。（4）一元弱酸弱碱与强酸强碱相比，滴定突跃范围减小，且当Csp.Ka（Kb）<10-8时无明显突跃，此时溶液无法直接准确滴定。本节小结酸碱平衡与酸碱滴定法

（5）多元弱酸弱碱能否分步滴定和准确滴定的判据如下（以二元酸为例）：当C0Ka1≥10-8，C0Ka2≥10-8时，若Ka1/Ka2≥104，则溶液可以分步滴定和准确滴定，若Ka1/Ka2<104，则溶液只能准确滴定，不能分步滴定。当C0Ka1≥10-8，C0Ka2<10-8时，若Ka1/Ka2≥104，则溶液可以对第一级离