酸碱滴定法基本原理

学习本节，需要通篇考虑以下三个问题：

        ü滴定能否准确进行？——反应进行程度

        ü滴定过程中pH的变化规律？

        ü怎样选择合适的指示剂？

一、强酸强碱的滴定

1、反应进行程度

               

        Kt：酸碱滴定反应常数→水溶液中酸碱滴定反应完全程度

        强酸强碱——反应完全程度高

2、强碱滴定强酸

        示例：NaOH（0.1000mol/L）→HCl（0.1000mol/L, 20.00mL）

        （1）滴定过程中的pH值的变化

                重点考查四个特征点：

     ü 滴定前；pH=1.0

                ü 滴定开始到化学计量点（sp点）前0.1%时：pH=4.3

                       此时，加入NaOH 19.98 mL

                ü 化学计量点，即sp点时：pH=7.0

                ü 化学计量点（sp点）以后的0.1%时：pH=9.7

                       此时，加入NaOH 20.02 mL

        （2）滴定曲线（pH vs V）

            消耗滴定剂NaOH体积（mL）相对pH值作图。

                    

        （3）滴定突跃

            滴定突跃——滴定中化学计量点前后滴定体积0.1%的变化引起pH值等突变的现象。

            ü 滴定突跃范围——滴定突跃所在的范围。

                ⊿pH =4.3～9.7

            ü 滴定突跃范围用途——利用滴定突跃选择指示剂。

            ü 分析意义——指示剂变色点只要在滴定突跃范围内，误差就小于0.1%。

            滴定突跃越大越好，越方便选择指示剂

        （4）影响滴定突跃的因素

            ü 浓度—— 浓度增大10倍，突跃增加2个pH单位。可选指示剂增多。

        （5）指示剂的选择

            

3、强酸滴定强碱

        示例：HCl（0.1000mol/L）→NaOH（0.1000mol/L, 20.00mL）

            

            ü 滴定曲线形状类似强碱滴定强酸，pH变化相反

            ü 滴定突跃范围决定于酸标液浓度及被测碱液浓度

            ü 指示剂选择：甲基红，酚酞

二、一元弱酸（碱）的滴定

1、反应进行程度

               

        Kt：酸碱滴定反应常数→水溶液中酸碱滴定反应完全程度

       弱酸（碱）的滴定——反应完全程度不高，取决于Ka，Kb

2、强碱滴定弱酸

        示例：NaOH（0.1000mol/L）→HAc（0.1000mol/L, 20.00mL）

        （1）滴定过程中的pH值的变化

                重点考查四个特征点：

     ü 滴定前；pH=2.88

                ü 滴定开始到化学计量点（sp点）前0.1%时：pH=7.76

                       此时，加入NaOH 19.98 mL

                ü 化学计量点，即sp点时：pH=8.73

                ü 化学计量点（sp点）以后的0.1%时：pH=9.70

                       此时，加入NaOH 20.02 mL

        （2）滴定曲线（pH vs V）

            消耗滴定剂NaOH体积（mL）相对pH值作图。

                    

        （3）滴定突跃

            ü 滴定突跃范围：⊿pH =7.76～9.70

        （4）指示剂的选择

            酚酞，百里酚酞

        （5）影响滴定突跃的因素

            ü 浓度—— 浓度增大10倍，突跃增加1个pH单位。

            ü 酸的强度Ka—— Ka越小，突跃范围越小。

        （6）弱酸被准确滴定的判别式

            人眼对指示剂判断可以最小达到突跃0.4pH单位，有±0.2—±0.3%的不确定性。

            以相对误差<0.2%为允许误差范围，即要求突跃不小于0.6pH单位，可以准确滴定的可行性判断如下：

                                      cKa≥10-8

3、强酸滴定弱碱

        示例：HCl（0.1000mol/L）→NH3.H2O（0.1000mol/L, 20.00mL）

              

            ü 滴定曲线形状类似强碱滴定弱酸，pH变化相反

            ü 滴定突跃范围决定于被滴定碱的性质（Kb）、浓度

            ü 指示剂选择：⊿pH=6.34-4.30，甲基橙，甲基红

            ü 弱碱被准确滴定的判别式：cKb≥10-8

三、多元酸（碱）的滴定

1、强碱滴定弱酸

        示例：NaOH（0.1000mol/L）→H3PO4（0.1000mol/L, 20.00mL）

        （1）滴定曲线（pH vs V）

            消耗滴定剂NaOH体积（mL）相对pH值作图。

                    

        （3）滴定突跃和指示剂的选择

            ü 滴定突跃范围1（误差±0.5%）：⊿pH =4.4-5.0，甲基橙，由红变黄

            ü 滴定突跃范围2（误差±0.3%）：⊿pH =9.4～10.0，百里酚酞，无色变浅蓝

        （4）每一级酸被准确滴定的判别式

            人眼对指示剂判断可以最小达到突跃0.4pH单位，有±0.2—±0.3%的不确定性。

            以相对误差<0.2%为允许误差范围，即要求突跃不小于0.6pH单位，可以准确滴定的可行性判断如下：

                                      c0Kan≥10-8        (c0为酸的初始浓度)

        （5）每一级酸能分步滴定的判别式

            强碱滴定多元酸时，第一化学计量点的突跃范围与Ka1/Ka2有关，其他化学计量点附近的突跃也是如此。如果Ka1/Ka2太小，前一步中和反应尚未结束，后一步中和反应就已经开始，导致pH没有明显突变，前后两步中的质子就无法分开滴定。

            因此，若要相邻两步解离相互不影响，需满足：

                                         Ka1/Ka2>105          此时，允许Et=±0.5%

            问题：0.1mol·L-1NaOH能全部滴定0.1mol·L-1H3PO4吗？为什么》

2、多元碱的滴定

        多元碱分步滴定的条件(判别式)：

•         被滴定的酸足够强,，c0Kbn≥10-8，(c0为酸的初始浓度)

        相邻两步解离相互不影响，△lgKb足够大，Kb1/Kb2>105，允许Et=±0.5%

本小节微课

本节自测题

酸碱滴定实验视频