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时间:2020-10-05
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1、第五章酸碱滴定法(Acid-BaseTitration)§5.1酸碱质子理论§5.2水溶液中弱酸(碱)各型体分布§5.3酸碱溶液中[H+]的计算§5.4酸碱缓冲溶液§5.5酸碱指示剂§5.6强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定§5.7多元酸(碱)的滴定§5.8酸碱滴定法的应用§5.9酸碱标准溶液的配制与标定§5.10计算示例(12学时)2021/7/301本章作业:P1483、4(2,4)、9、11(1,5,7)、13、14、15、18(1,3,6,8,9)、2022、24、26、27、30、31、32、36、38、40、43、442021/7/302王园
2、朝§5.5酸碱指示剂常用指示剂法和电位滴定法来指示终点。指示剂法是利用指示剂(indicator)在某一固定条件下(某pH)变色来指示终点。电位滴定法是通过测量两个电极的电位差,由电位差的变化来确定终点。一、指示剂法1、酸碱指示剂的变色原理酸碱指示剂一般都是有机弱酸碱,弱酸和其共轭碱显示不同的颜色。当溶液酸度发生变化时,它们呈现不同的结构,显示不同的颜色。2021/7/303王园朝从上述平衡式可以看出,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COHOHCOO-HOOH-H+pKa=9.1CCOO-OO-酚酞酚酞也是常
3、用的酸碱指示剂,酸性溶液中,为内醌式,无色;碱性溶液中,为醌式,红色。2021/7/304王园朝设HIn代表酸碱指示剂,它在溶液中有平衡:指示剂两种不同存在形式浓度之比2021/7/305王园朝2、指示剂的变色范围两种颜色共存时,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。pka-14、酸碱指示剂的变色范围如酚酞,设指示剂浓度为c式中[In-]一定,当c增加时,[H+]将增加,即指示剂将在较低的pH变色。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。因为人眼对红色敏锐,而对黄色不敏锐。2021/7/307王园朝3、混合指示剂滴定中有时需要使用变色范围窄,变色敏锐的指示剂,这时可使用混合指示剂。混合指示剂有两类:一类是一种指示剂与一种惰性染料(其颜色不随pH值变化)混合而成。利用两种颜色互补作用,使指示剂变色范围变窄并敏锐。如:甲基黄2.9≤pH≤4.0混合指示剂5、不仅变色范围窄,而且颜色改变也较明显,基本上没有过渡色。次甲基蓝+蓝蓝蓝甲基黄+次甲基蓝(蓝)3.0≤pH≤3.4蓝紫浅灰绿红橙黄2021/7/308王园朝另一类混合指示剂是将两种Ka相近的指示剂混合。例:溴甲酚绿+甲基红甲基红溴甲酚绿溴甲酚绿+甲基红pH024682021/7/309王园朝酸碱滴定—滴定误差质子自递常数离解常数形成常数分布系数pH值计算质子条件一元强酸(碱)一元弱酸(碱)多元弱酸(碱)两性物质缓冲溶液滴定曲线指示剂化学计量点pH滴定突跃范围多元酸和混合酸分步滴定和分别滴定变色范围变色点准确滴定的判断依据酸碱滴定应用混合碱含量计算化学计量6、点pH终点pH2021/7/3010王园朝以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20mL0.1000mol/L的HCl溶液为例进行讨论。分四个阶段。溶液中只有HCl,且cHCl>10-6,按强酸近似式计算:[H+]=cHCl=0.1000mol/L溶液中剩余HCl量滴定开始前:1pH=1.0§5.6强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定滴定开始到sp以前(加入NaOH溶液19.98mL):2一、强酸与强碱滴定OH-+H+=H2O2021/7/3011王园朝4当加入NaOH量为20.02mL后:溶液中cNaOH>10-6,溶液中过量[OH-]为如果取更多的点7、进行计算,可得表5-4(书P126)。C03当加入NaOH量为20.00mL时,到达化学计量点。此时溶液为中性。pH=7(mol/L)cHCl>10-6条件,[H+]=cHCl=5.0×10-5(mol/L)2021/7/3012王园朝481216202428121086420.1000mol/LHClpHVNaOH/mL图5-5用NaOH滴定HCl的滴定曲线pH=9.70pH=4.31ΔpH5.39图中红色虚线是用0.001000mol/LNaOH滴定0.001000mol/LHCl溶液的滴定曲线,该曲线的ΔpH较窄。突跃范围:化学计量点前后±0.1%8、误差范围的pH值的变化。该滴定曲线的突跃范围为ΔpH=9.70-4.31=5.3
4、酸碱指示剂的变色范围如酚酞,设指示剂浓度为c式中[In-]一定,当c增加时,[H+]将增加,即指示剂将在较低的pH变色。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。因为人眼对红色敏锐,而对黄色不敏锐。2021/7/307王园朝3、混合指示剂滴定中有时需要使用变色范围窄,变色敏锐的指示剂,这时可使用混合指示剂。混合指示剂有两类:一类是一种指示剂与一种惰性染料(其颜色不随pH值变化)混合而成。利用两种颜色互补作用,使指示剂变色范围变窄并敏锐。如:甲基黄2.9≤pH≤4.0混合指示剂
5、不仅变色范围窄,而且颜色改变也较明显,基本上没有过渡色。次甲基蓝+蓝蓝蓝甲基黄+次甲基蓝(蓝)3.0≤pH≤3.4蓝紫浅灰绿红橙黄2021/7/308王园朝另一类混合指示剂是将两种Ka相近的指示剂混合。例:溴甲酚绿+甲基红甲基红溴甲酚绿溴甲酚绿+甲基红pH024682021/7/309王园朝酸碱滴定—滴定误差质子自递常数离解常数形成常数分布系数pH值计算质子条件一元强酸(碱)一元弱酸(碱)多元弱酸(碱)两性物质缓冲溶液滴定曲线指示剂化学计量点pH滴定突跃范围多元酸和混合酸分步滴定和分别滴定变色范围变色点准确滴定的判断依据酸碱滴定应用混合碱含量计算化学计量
6、点pH终点pH2021/7/3010王园朝以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20mL0.1000mol/L的HCl溶液为例进行讨论。分四个阶段。溶液中只有HCl,且cHCl>10-6,按强酸近似式计算:[H+]=cHCl=0.1000mol/L溶液中剩余HCl量滴定开始前:1pH=1.0§5.6强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定滴定开始到sp以前(加入NaOH溶液19.98mL):2一、强酸与强碱滴定OH-+H+=H2O2021/7/3011王园朝4当加入NaOH量为20.02mL后:溶液中cNaOH>10-6,溶液中过量[OH-]为如果取更多的点
7、进行计算,可得表5-4(书P126)。C03当加入NaOH量为20.00mL时,到达化学计量点。此时溶液为中性。pH=7(mol/L)cHCl>10-6条件,[H+]=cHCl=5.0×10-5(mol/L)2021/7/3012王园朝481216202428121086420.1000mol/LHClpHVNaOH/mL图5-5用NaOH滴定HCl的滴定曲线pH=9.70pH=4.31ΔpH5.39图中红色虚线是用0.001000mol/LNaOH滴定0.001000mol/LHCl溶液的滴定曲线,该曲线的ΔpH较窄。突跃范围:化学计量点前后±0.1%
8、误差范围的pH值的变化。该滴定曲线的突跃范围为ΔpH=9.70-4.31=5.3
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