CO2的存在对酸碱滴定准确度的影响

CO2的存在对酸碱滴定准确度的影响陈章超02081005在酸碱滴定中，CO2的存在对滴定准确度的影响有时很小，可以忽略，但有时很大，不能忽略。而对影响程度取决定作用的因素一是滴定体系中CO2存在的总量，二是滴定终点时溶液的PH值。CO2的的主要来源及吸收量的大小在酸碱滴定中CO2来源很多CO2易溶于水，在水中的溶解度随温度变化而变化温度05101520253040506080a1.7131.4241.1941.0190.8780.7590.6650.5300.4360.359/CO2的水溶液存在如下的解离平衡H2CO3=H++HCO3-Ka1=4.2*10-7HCO3-=H++CO32-Ka2=5.6*10-11溶液中存在H2CO3，HCO3-，CO32-三种型体，各型体的分布分数随的PH不同而不同。不同的PH值时溶液中H2CO3，HCO3-，CO32-的分布分数如右：PHaH2CO3aHCO3-aCO32-31.0000.0000.00040.9960.0040.00050.9600.0400.00060.7040.2960.00070.1920.8080.00080.0230.9710.00690.0020.9450.053100.0000.6360.364110.0000.1490.851120.0000.0170.983130.0000.0020.998由上表可知，只有在PH小于3的情况下体系中HCO3-，CO32-不存在，而PH大于3的情况下体系中或多或少都存在有HCO3-，CO32-，对滴定结果的准确度产生一个或大或小的影响。因此，CO2对滴定结果准确度的影响，除了决定于CO2的吸收量外，还决定于滴定终点时体系的PH值。用0.1000mol/L的HCl标准溶液滴定0.1000mol/L的NaOH化学计量点时PH=7.0，突跃范围PH4.30~9.70根据指示剂的选择原则，此滴定宜选用溴里酚蓝（PH6.0~7.6），酚红（PH6.8~8.4）较好。酚酞（PH8.0~9.6）也还可以。而假如使用甲基橙PH（3.1~4.4）虽然也有足够的准确度，即小于±0.2%，但变色点PH值与化学计量点的PH值差距越大，产生的误差也就越大。甲基橙作为指示剂时，滴定到PH=4.0为终点。终点时：PH=4.0，[H+]=1.0*10-4mol/L，[OH-]=1.0*10-10mol/LCNaOH=0.05000mol/L误差Et==+0.2%酚酞作为指示剂时，滴定到PH=9.0为终点。终点时：PH=9.0，[H+]=1.0*10-9mol/L，[OH-]=1.0*10-5mol/LCNaOH=0.05000mol/L误差Et==-0.02%C][OH-][HNaOH-C][OH-][HNaOH-可见当指示剂为酚酞时比甲基橙产生的误差小，但它们都在允许范围内。但当体系中有CO2时，CO2会带来一新的误差。这样指示剂误差和CO2误差共同影响着结果的准确度。甲基橙作为指示剂时，PH=4.0，此时体系中存在两种型体H2CO3，HCO3-，而只有HCO3-对结果产生影响。[HCO3-]=CH2CO3*aHCO3-=0.040CH2CO3mol/L相当于0.040CH2CO3mol/L的NaOH为被中和，产生一个负的误差=-4CH2CO3%003COH100*1000.00.004C2酚酞作为指示剂时，PH=9.0，此时体系中存在三种型体H2CO3，HCO3-，CO32-，其中HCO3–和CO32-都会对结果产生影响。[HCO3-]=CH2CO3*aHCO3-=0.945CH2CO3mol/L[CO32-]=CH2CO3*aCO32-=0.053CH2CO3mol/L相当于被中和的NaOH的量为（0.945+2*0.053）CH2CO3=1.051CH2CO3mol/L误差==-1051CH2CO3%计算表明，同一滴定中，用酚酞作指示剂时CO2误差比用甲基橙时高出几百倍。003COH100*1000.01.051C2将上面分别用两种指示剂时的指示剂误差和二氧化碳误差加起来可以看到：要使最后误差小于±0.2%，用甲基橙作指示剂时CH2CO3小于0.1000mol/L，而通常情况下CH2CO3远远小于该值。反之，用酚酞作为指示剂时，为保证结果的准确度，CH2CO3要小于1.7*10-4mol/L。通常情况下难以保证此要求，所以这种情况下CO2产生的误差不能忽略，要采取必要的措施减小这种影响。在酸碱滴定中，CO2的存在对结果准确度的影响是客观存在的，它的影响主要决定于CO2的总量和滴定终点时的PH值。为了避免CO2带来的影响，一方面应采取适当的措施减少体系中的CO2存在量，另一方面要注意选择合适的指示剂控制滴定终点的PH值。