利用excel图表智能分析酸碱滴定ph变化

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1、利用Excel图表智能分析酸碱滴定pH变化摘要文中介绍了利用Excel图表智能分析酸碱滴定过程中溶液的pH变化关键词酸碱滴定滴定曲线Excel表格酸碱中和滴定是一种重要的滴定分析法，滴定分析简便、快捷、具有足够的准确度，在生产实践和科学实验中具有很大的实用价值。酸碱中和滴定涉及的原理、药品、操作都相对简单，使其成为中学阶段介绍的重要的实验方法，具有重要的方法教育作用。酸碱中和滴定实验是中学化学教学的重难点之一，教学过程中酸碱中和滴定理论分析的核心问题有：第一，酸碱中和反应的实质，即H++OH—=H2O；第二，酸碱中和滴定的计算依据，即酸和碱起反应的物质的量之

2、比等于化学方程式中的化学计量数之比；第三，准确判断中和反应是否恰好进行完全，即滴定终点的判断。实际教学中第三问题是学生难以理解的，pH的突变是酸碱中和滴定过程的重要特征，pH的突变对于选择合适的酸碱指示剂判断终点具有重要意义。教材中并不要求学生认识突变的存在，因此未展示滴定曲线，仅通过语言进行描述。但学生很难理解教材[1]中讲述的“用盐酸滴定NaOH溶液时，从表面看，似乎没有变化，但实质上，在滴定过程中，溶液的pH发生了很大的变化”，更难理解为何指示剂的变色点不在pH=7处，却可以用来指示滴定终点。因此教师在教学实践中往往会引申介绍pH突变的存在，而这一内容

3、又会成为学生理解的一个难点。为了让学生感受到pH突变的真实存在，人教版新课标《高中化学选修6实验化学》设计了“酸碱滴定曲线的测绘”[2]，由学生亲自动手绘制酸碱滴定曲线，进而深入的认识酸碱滴定的原理。此实验用到pH计，在拓展实验时还用到pH传感器及数据采集器等设备，并使用相关专业软件和电脑。对于经济欠发达的地区因实验仪器配备不全而无法做此实验，笔者通过Excel软件设计出能显示酸碱滴定过程中溶液的pH变化，利用Excel图表智能描绘酸碱滴定曲线。创设酸碱中和滴定情境：以0．10mol／L盐酸作标准溶液，滴定10.00mL0.10mol／LNaOH待测溶液。利

4、用Excel函数功能计算滴定过程中每加一滴标准酸反应后溶液的pH，并建立表格；再由表格中的数据自动绘制滴定曲线，从而形象展现滴定过程中溶液的pH变化。计算时每滴溶液的体积为0.05mL。一、溶液pH的计算1计算溶液中的H+浓度(公式中的n为所加盐酸的滴数)①当HCl的物质的量小于NaOH的物质的量时：此时n<200。9②当HCl与NaOH的物质的量相等时：c(NaOH)×V(NaOH)=c(HCl)×V(HCl)0.10mol/L×10.00mL=.010mol/L×0.05nmL所以n=200（即酸碱恰好中和时滴入200滴盐酸）此时c(H+)=1×10-7

5、mol/L。③当HCl的物质的量大于NaOH的物质的量时：n>200。2计算溶液的pHpH=－log10{c(H+)}二、用Excel表格进行数据处理（文中所用Excel为MicrosoftExcel2003）1.新建Excel表格，按图1输入相关内容A3～A402单元格中是1～400这一等差数列，这400个数字表示所加入盐酸溶液的滴数。当加入盐酸200滴时，就到了滴定的终点，为了观察分析pH变化，再多加入200滴盐酸。NaOH的物质的量是个固定值，用n(NaOH)=0.10mol/L×10.00mL×10-3L/mL=1×10-3mol来计算，为了方便,将

6、1×10-3mol用1mmol表示，即千分之一摩尔。所以，在C3～C402单元格中都输入1即可。92.计算每加入1滴盐酸时，所加入HCl的物质的量在B3单元格中输入公式“=A3*0.05*0.1”，将单元格向下填充复制到B402（如图2）。公式说明：A3*0.05是所加入盐酸的体积，0.1是盐酸的物质的量的浓度。此时所计算的结果仍然以千分之一摩尔为单位。3.计算每加入1滴盐酸反应后溶液的总体积9在D3单元格中输入公式“=10+A3*0.05”，并将D3单元格向下填充复制到D402单元格（如图3）。此时所计算的体积单位是毫升。公式说明：“=10+A3*0.05

7、”表示10.00mL的NaOH溶液与加入盐酸的总体积，A3表示盐酸的滴数，0.05表示每滴盐酸的体积。4.计算溶液中c(H+)在E3单元格中输入公式：“=IF(B3>C3,(B3-C3)/D3,IF(B3=C3,10^-7,10^-14/((C3-B3)/D3)))”,将E3单元格向下填充复制到E402单元格（如图4）。公式说明：因为是一元酸和一元碱中和反应，n(H+)、n(OH—)分别等于n(HCl)、n(NaOH)。计算c(H+)时，物质的量单位是千分之一摩尔，体积是毫升，计算结果正好是mol/L。“=IF(B3>C3,(B3-C3)/D3,IF(B3=

8、C3,10^-7,10^-14/((C3-B3)/D