化学选修4-第三章-第二节-第4课时PH应用-酸碱中和滴定概要

第三章水溶液中离子平衡2019年10月28日星期一第4课时pH的应用-酸碱中和滴定三.pH应用(阅读P47-48)土壤pH和土壤有效养分含量的关系(色带宽窄表示有效养分含量）人体几种体液和代谢产物的正常pH:三.pH应用(阅读P47-48)1.工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。2.人们的生活健康也与溶液的酸碱性有关。3.酸碱中和滴定中溶液pH变化(借助酸碱指示剂的颜色变化)是判断滴定终点的依据。测定和控制溶液的酸碱性,对生产生活和科学研究等都具有重要意义。工业:溶液的pH影响产品质量和产量农业:不同农作物对土壤酸碱性要求不同环保:废水也分为酸性废水和碱性废水等酸碱中和滴定[讨论]用什么方法可以比较精确地测得一瓶未知浓度NaOH溶液的浓度?问题1:酸和碱反应的实质是什么?定量分析:测定物质中各组成成分的含量。定性分析:鉴定物质的组成成份。一.酸碱中和反应原理1.实质:H++OH-=H2O2.概念:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫酸碱中和滴定。问题2:什么是酸碱中和滴定?[例题1]用0.1032mol/L的HCl溶液滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完成时,用去HCl溶液27.84mL通过中和滴定测得NaOH溶液的物质的量浓度是多少?[解]这是一元强酸和一元强碱的中和滴定,可利用c(HCl)·V[HCl(aq)]=c(NaOH)·V[NaOH(aq)],即c(HCl)·VHCl(aq)V[NaOH(aq)]c(NaOH)=0.1032mol/L×0.02784L0.02500L==0.1149mol/L[思考]把上题中HCl改成H2SO4,则NaOH的物质的量浓度为多少?[解]这是二元强酸和一元强碱的中和滴定,可利用2c(H2SO4)·V[H2SO4(aq)]=c(NaOH)·V[NaOH(aq)],2c(H2SO4)·V[H2SO4(aq)]V[NaOH(aq)]即c(NaOH)=2×0.1032mol/L×0.02784L0.02500L==0.2298mol/L酸碱中和滴定是利用已知浓度的酸(或碱)去滴定一定体积未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的体积,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。3.原理即标准液即待测液C酸=C碱V碱V酸C碱=C酸V酸V碱未知(待求)已知已知未知(待求)4.公式:c酸v酸=c碱v碱(一元酸和一元碱)[讨论]运用这种方法的关键是什么?如何解决?即:C标准V标准=C待测V待测(一元酸碱中和)C待=C标V标V待5.关键:(1)准确测出参加反应的两种溶液的体积。(2)准确判断中和反应是否恰好进行完全。6.解决办法:(1)用滴定管量取溶液的体积(与量筒对比)。(2)选用恰当的酸碱指示剂。不行,量筒精密度不够?能用量筒吗?滴定管酸碱指示剂[思考]如何选用恰当的酸碱指示剂?常见的酸碱指示剂有:石蕊酚酞甲基橙等。常见酸碱指示剂及变色范围:pH123.14.4567891011121314甲基橙红色橙色黄色石蕊红色紫色蓝色酚酞无色浅红色红色②指示剂的选择原则a.指示剂的pH变色范围尽可能接近中和时的pHb.颜色变化明显。甲基橙石蕊酚酞二.酸碱指示剂的选择①常用指示剂的变色范围———3.1———4.4———酸色中间色碱色红色橙色———5.0———8.0——————8.2———10.0———红色紫色蓝色粉红色无色红色黄色石蕊颜色变化不明显,一般不选用。③常用中和滴定指示剂中和滴定终点:当指示剂颜色发生变化,且在半分中内不发生新的变化,即说明达到终点。终点颜色变化强碱滴定强酸酚酞甲基橙无色粉红色橙色红色———8.2———10.0———甲基橙酚酞———3.1———4.4———红色橙色粉红色无色红色黄色[思考]如何准确判断中和反应是否恰好进行完全。甲基橙酚酞强酸滴定强碱酚酞甲基橙红色无色橙色黄色强酸滴弱碱,弱酸滴强碱应分别选用什么指示剂?想一想1.强酸强碱间的滴定:2.强酸滴定弱碱两者正好完全反应,生成强酸弱碱盐,酸性选用甲基橙作指示剂。3.强碱滴定弱酸两者正好完全反应,生成强碱弱酸盐,碱性选用酚酞作指示剂。酚酞溶液、甲基橙二.酸碱指示剂的选择[结论]根据达到终点后溶液的酸碱性来选择[思考]酸碱中和滴定选用甲基橙或酚酞作指示剂,但它们在滴定终点的变色点并不是PH=7,这样对中和滴定终点的判断有没有影响?[讨论]在0.1000mol/L的盐酸20.00mL中逐滴滴入0.1000mol/L氢氧化钠溶液。当加入不同体积的碱溶液时溶液的pH的变化,并画出反应过程中溶液pH变化的曲线图(以pH变化为纵坐标,以烧碱溶液的体积为横坐标)。[讨论]滴定过程中溶液的pH变化0.100mol/LNaOH滴定20.00mL0.100mol/L盐酸①0.100mol/L盐酸的pH=;②加入NaOH溶液10.00mL时pH=;③加入NaOH溶液19.98mL时pH=;(少半滴)④加入NaOH溶液20.02mL时pH=。(多半滴)11.54.39.7VNaOH(mL)0.005.0010.0015.0018.0019.0019.5019.98pH1.001.221.481.843.123.603.904.30VNaOH(mL)20.0020.0220.0820.1021.0025.0030.0035.00pH7.009.7010.3010.4011.3812.0512.3012.44以VNaOH为横坐标,以pH为纵坐标,绘中和滴定曲线12.283.34.379.710.711.712.50246810121401020304050pHVNaOH溶液(mL)突变范围20.02mL19.98mL[问题2]滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变?PH发生怎样改变?[问题1]滴定终点消耗碱多少?pH等于多少?(4.3—9.7)[思考]若实验改为向NaOH溶液中逐渐加入盐酸结果会怎样?滴定曲线0.1000mol/LNaOH滴定20.00mL0.1000mol/LHCl过程中的pH变化0.1000mol/LHCl滴定20.00mL0.1000mol/LNaOH过程中的pH变化8.2~10.03.1~4.48.2~10.03.1~4.4点击播放动画9.7︱4.3[结论]1.在滴定终点前后,溶液的PH值发生突变。2.酚酞或甲基橙的变色点落在溶液PH值的突变范围内。3.按PH值突跃范围内体积计算,结果可以达到足够的准确度。所以强酸强碱的滴定可以选用酚酞或甲基橙作指示剂来指示滴定终点。“突变”的存在为准确判断终点提供了方便酸式滴定管碱式滴定管锥形瓶铁架台滴定管夹烧杯,有时还需要移液管。标准液、待测液、指示剂三.酸碱中和滴定实验仪器及试剂实验仪器试剂仪器使用滴定管锥形瓶滴定管夹移液管[思考]1.酸式滴定管与碱式滴定管在结构上主要有什么区别?2.从结构上说明为什么碱不能盛放在酸式滴定管,KMnO4不能用碱式滴定管盛放?3.为什么滴定管在盛装标准液前必须用标准液润洗?1.滴定管1.滴定管点击播放动画酸式滴定管(盛装酸性、强氧化性的溶液)碱式滴定管(盛装碱性溶液)①构造(1)构造特点②刻度和标记:上端标有:、、;温度0刻度容积2025mL50mL全部盛满,体积所标容积。多于下端滴定管的最小刻度为,允许估计至,因此读数的精确度为mL。0.1mL0.010.01[思考]有一支25mL酸式滴定管内盛有溶液,液面在10.00mL刻度处,当管内溶液全部排出时,所得溶液的体积是。15.00mL酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法玻璃活塞橡胶管玻璃球[注意]酸式滴定管不能用来盛装碱溶液(粘结活塞);碱式滴定管不能盛装酸和强氧化性溶液(氧化胶管)酸式滴定管—用来盛放酸性或氧化性溶液。(酸Br2KMnO4等,不能盛放NaOHNa2SiO3)碱式滴定管—可盛放碱性物质或无氧化性的物质(2)滴定管的刻度特点和读数方法0刻度处25mL刻度处①0刻度在上方②精密度:0.01mL,所以读数时要读到小数点后两位。③实际滴出的溶液体积=滴定后的读数-滴定前的读数[练习]读出以下液体体积的读数78滴定管87量筒25mL酸式滴定管25.60仪器的使用(3)滴定管的使用方法①检查:活塞是否漏水②洗涤:自来水洗蒸馏水洗润洗(2-3次)。目的?③装液:溶液注入滴定管,液面位于“0”以上2cm-3cm处,固定:再把滴定管固定在滴定管夹上,排气:滴定管下放一烧杯,调节活塞使滴定管尖嘴部分充满溶液(不留气泡),调零:并使液面处在“0”或“0”以下某一刻度处,记下准确读数。④读数:a.滴定管要垂直,b.装液或放液后静置一会儿,c.视线与凹液面最低处保持水平,d.估读到0.01mL。为什么？2.锥形瓶:(一般)盛放待测液3.移液管:在使用前,必须对滴定管进行以下几个步骤:查:洗:装:定:排:调:（查是否漏液,堵塞）（包括水洗、用标准液润洗）（装标准液）（固定滴定管夹上）（排气泡）（调液面）滴定管、移液管与量筒区别量取液体常用仪器:量筒、移液管、滴定管。量筒:粗量仪,10mL量筒最小分刻度为,读数精确到,无“0”刻度。移液管:精量仪,读数精确到0.01mL,准确量取一定量的试液(可用来量取待测液)。滴定管标有温度、容积、“0”刻度在最高点常用规格:25mL、50mL最小分刻度:,精确到。(精量仪可估读一位,粗量仪不能估读)0.1mL0.1mL0.1mL0.01mL1.准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选择的仪器是（）A.50mL量筒B.10mL量筒C.50mL酸式滴定管D.50mL碱式滴定管[课堂练习]C2.50ml的滴定管盛有溶液,液面恰好在20.0处,若把滴定管中溶液全部排出,则体积（）A.等于30B.等于20C.大于30D.小于30C3.下列所述仪器“0”刻度位置正确的是（）A.在量筒的上端B.在滴定管上端C.容量瓶上端D.在托盘天平刻度尺的右边B1.查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；2.洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2－3次；3.装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3cm4.赶气泡：酸式滴定管：快速放液碱式滴定管：橡皮管向上翘起5.调液：调节滴定管中液面高度，并记下读数，记做。四.中和滴定操作6.取液：（1）从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中（2）滴入2滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。7.滴定：左手______________________，右手___________________，眼睛_________________________________.控制酸式滴定管活塞拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。9.计算：整理数据进行计算。8.记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。四.中和滴定操作2.滴定①左手握滴定管活塞,右手拿锥形瓶并不断振荡。②眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。③终点判断:当滴入最后一滴,溶液颜色变化且在半分钟内不褪色。④读取滴定管刻度并记录。为保证测定的准确性,上述滴定重复2-3次。1.滴定前工作①检查②洗涤(润洗)③装液、固定、排气、调零、并记录读数④取液:用润洗的滴定管准确量取一定体积的待测液,注入锥形瓶中。并加入2－3滴指示剂。操作要点:用左手控制滴定管活塞,右手不断按顺时针摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,滴加速度先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。终点判定:最后一滴应刚好使指示剂颜色发生明显的改变,而且30秒内不恢复原色,即为反应终点。滴定时操作滴定时操作左手右手视线与凹液面水平相切滴加速度先快后慢眼睛注视瓶内颜色变化半分钟颜色不变滴定管保持垂直酸碱中和滴定视频⑧滴加标准液直至颜色发生明显变化酸碱中和滴定的操作步骤2.滴定阶段:3.数据处理阶段:NaOH+HCl=NaCl+H2OC标.V标=C待.V待1.准备阶