酸碱滴定法

大学基础化学之酸碱滴定法知识梳理，包括滴定分析法概述、酸碱指示剂、酸碱滴定曲线、滴定终点误差等等。

酸碱滴定法

• 5.1 滴定分析法概述
  • 5.1.1 基本概念
    • 基本术语: 用滴定管将已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液)滴加到待测溶液中,直至被测物恰好完全反应为止.这时加入的标准溶液的物质的量与被测物物质的量符合反应的化学关系系数.
    • 滴定 ; 标准溶液 ; 化学计量点 ; 滴定终点 ; 终点误差 ;
    • 酸碱滴定法 ; 配位滴定法 ; 氧化还原滴定法 ; 沉淀滴定法
    • 要求 :1)反应迅速 2)反应按一定化学计量关系且反应进行程度大于99.9% 3)有简便的方式确定反应终点
    • 直接滴定法
    • 返滴定法 : 当被测物与滴定剂的反应不满足滴定分析要求,如反应速率较为缓慢时,先加入一定过量的某种试剂,采用恰当的方法使反应完全,再用另一种标准溶液滴定前面反应剩余试剂
    • 置换滴定法 : 某些滴定剂与被测物的反应伴有副反应,不遵守一定的化学计量关系或者缺乏合适的指示剂等等,先让某种试剂与被测物反应,定量地生成可以被直接滴定的物质,然后进行滴定
    • 间接滴定
  • 5.1.2 基准物质与标准溶液
    • 1)组成和化学式相同 2)纯度高 3)化学性质稳定
    • 方法 : 1)直接法 2)间接法 : 先间接的粗略的配成接近于所需要浓度溶液,然后再标定其准确浓度
    • 标定 : 利用一定体积的待标定溶液与另一定质量的另一基准物反应来确定其浓度
  • 5.1.3 滴定分析结果计算
    • 过程
      • ①弄清题意,写出相应的化学反应式
      • ②找出相应的化学计量关系
      • ③列出化学计算式
    • 注意
      • ①"求谁谁在上原则"
      • ②遵循有效数字计算原则
• 5.2 酸碱指示剂
  • 5.2.1 酸碱指示剂及其作用原理
    • 一般为有机弱酸或者有机弱碱
    • 酸式形式与碱式形式颜色显著不同
      • 结构变化
  • 5.2.2 指示剂变色范围
    • 1)指示剂的变色范围与指示剂常数有关 2)指示剂在变化范围内显示出逐渐变化的过渡颜色 3)变色范围值幅度各不相同 4)理论变化范围与实际变化范围不一定一致
  • 5.2.3 混合指示剂
    • 两种或两种以上指示剂的混合物,或者是指示剂与惰性染料的混合物
    • 利用颜色之间的互补作用是变色范围变窄,在酸碱滴定终点时颜色变化敏锐
    • 滴定溶液中指示剂的加入量多少会影响变色的敏锐程度
• 5.3 酸碱滴定曲线
  • 5.3.1滴定过程
    • 滴定开始 ; 利用被滴定的溶液的Ka或者Kb值求一开始的PH
    • 滴定开始到化学计量点前 : 滴入的溶液19.98mL
    • 化学计量点 : 根据方程式,然后按照化学计量关系
    • 化学计量点后 : 滴定溶液20.02mL
    • 曲线讨论
      • 化学计量点前后0.1%滴定剂体积范围内PH急剧变化成为酸碱滴定突跃
        • 溶液量变引起质变
        • 根据突跃选择合适指示剂
          • 指示剂的变色范围全部或者部分处于突跃范围之内
      • 刚开始和接近化学计量点时,曲线变化较大,因为此时形成的缓冲体系的缓冲能力较弱
    • 酸碱浓度越浓,突跃值越大,越易观察
    • Ka越大,突跃越大
    • 滴定突跃越大,越容易判断终点
  • 5.3.2 多元酸,混合酸和多元碱滴定
    • 1.多元酸
      • 1)每级解离是否能被滴定
        • c0Ka>10-8
      • 2)相邻两级解离是否能够精确测量
        • Ka1/Ka2=10 4
      • 3)根据终点选择pH合适指示剂
        • 计量点生成什么物质就按照该物质的PH计算公式计算
    • 2.混合酸
      • 和多元酸类似
    • 3.多元碱
      • 和多元酸差不多
• 5.6 酸碱滴定法引用实例及其计算
  • 5.6.1 直接滴定法
    • 双指示剂法
    • 氯化钡法
  • 5.6.2 间接滴定法
    • 蒸馏法测铵盐中的氮
    • 甲醛法测铵盐中的氮
• 5.5 酸碱标准溶液的配置与标定
  • 5.5.1 酸标准溶液
    • 基准物: 无水碳酸钠 ; 硼砂
      • HCl
    • 无水碳酸钠 :易吸水,终点变色也不敏锐
    • 硼砂 : 易制得纯品,不易吸水,摩尔质量大,但是需保存在相对湿度60%容器中
  • 5.5.2 碱标准溶液
    • 含有碳酸钠的标准碱溶液滴定弱酸,用酚酞作为指示剂;
    • 基准物 : H2C2O4'2H2O, KHC2O4 ,苯酸钾
      • NaOH
• 5.4 滴定终点误差
  • E=滴定终点时过量或者不足的滴定剂的物质的量/化学计量点应加入的量 X100%
    • 记得浓度会改变,大部分会变成原来的1/2
  • 强酸强碱滴定看清谁是被滴定的,谁是滴定剂就行
  • 弱酸弱碱记得自身会电离水解出氢离子或氢氧根离子
  • 5.4.3 终点误差公式