I酸碱滴定法

1第五章：酸碱滴定法2广州医学院教案授课人单位：教研室：化学职称：授课日期：年月日节次：授课地点：授课专业、年级：采用教材：杨秀岑主编“基础化学”讲授内容(章、节、内容)：第五章：酸碱滴定法目的与要求：掌握酸碱指示剂的变色范围，强酸与强碱滴定的滴定曲线与指示剂的选择，掌握分析结果的误差和有效数字。重点与难点：重点：酸碱指示剂的变色范围，强酸与强碱滴定的滴定曲线与指示剂的选择，掌握分析结果的误差和有效数字。难点：指示剂的选择。教学手段的应用（采用何种直观教具，多媒体、投影片、幻灯片、挂图、模型等）：幻灯片课时安排：2节：酸碱指示剂，强酸与强碱滴定的滴定曲线与指示剂的选择。1节：分析结果的误差和有效数字。有关教学改革的措施（授课形式、课题提问、思考题、习作……等）思考题、课堂练习、课堂提问参考图书：教案制定日期：年月日授课教师签名：3第五章：酸碱滴定法内容提要：滴定法分析法的基本概念。酸碱指示剂的变色原理。强酸与强碱的滴定。分析结果的误差的表示方法。提高分析结果准确度的方法，有效数字及其运算规则。4分析化学重量分析法滴定分析法酸碱滴定法氧化还原滴定法螯合滴定法沉淀滴定法化学分析法仪器分析法5§5-1、概述（一）基本概念：1、滴定剂（标准溶液）：已知准确浓度的试剂溶液。2、试样：所分析的物质。2、试样：1、滴定剂（标准溶液）：3、滴定：将标准溶液从滴定管加到分析物溶液中，直至恰好反应完全，并从滴定管读数的全部操作过程。64、化学计量点（理论终点）：标准溶液与分析组分按滴定反应式所表示的化学计量关系恰好反应完全。5、滴定终点：在滴定过程中，指示剂发生颜色变化的转变点。滴定终点与化学计量点愈吻合，分析结果愈准确6、酸碱滴定法：在水溶液中，以质子转移反应为基础的滴定分析方法。77、滴定分析法：将标准溶液滴加到分析物溶液中，直到滴定反应定量完成为止，然后根据标准溶液的浓度和体积，求算分析组分含量的一类分析方法。请总结：可用于滴定分析的化学反应必须具备哪些条件？8§5-2、酸碱指示剂一、定义：一类在特定的PH值范围内，随着溶液PH值的改变，能显现不同颜色的有机化合物。如：弱有机酸指示剂：酚酞、石蕊等。弱有机碱指示剂：甲基橙、甲基红等。+H+HInIn-+OH+InOHIn+指示剂的历史10二、酸碱指示剂的变色原理及其变色范围：+H+HInIn-KIn=[H+][In-][HIn][H+]=KIn[In-][HIn]pH=pKIn+lg[In-][HIn]决定溶液的颜色111、变色原理：指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶液pH值的变化而变化的。2、变色范围：[In-]/[HIn]=1pH=pKIn中间混合色理论变色点[In-]/[HIn]0.1[HIn]的颜色[In-]/[HIn]10[In-]的颜色指示剂的理论变色范围：pH=pKIn1实际观察出来的变色范围并非与理论变色范围完全一致。12用0.1000mol/LNaOH滴定20.00ml0.1000mol/LHCl，等量点时，应消耗20.00mlNaOH，用酚酞指示终点，最理想是在20.00ml时变色，此时停止滴定。§5-3、滴定曲线和指示剂的选择提前变色，终点提前，20.00ml，造成负误差。变色落后，终点拖后，20.00ml，造成正误差。所以，最重要的是：①了解滴定时溶液PH值的变化情况，（尤其是计量点前后±0.1%相对误差内）----滴定曲线。②据滴定曲线选择指示剂。13强酸强碱的滴定---1、滴定曲线例：CNaOH=0.1000mol/L，滴定20.00mlCHCl=0.1000mol/L溶液。滴定前等量点后HCLPH=1.0滴入19.98mlNaOH等量点前等量点HCL/NaClPH=4.30滴至20.00mlNaOHNaClPH=7.00滴至20.02mlNaOHNaCl/NaOHPH=9.70突跃范围是指等量点前后±0.1%相对误差范围内溶液PH值的变化范围。突跃范围14强碱滴定强酸的滴定曲线：152、指示剂的选择：原则：指示剂的变色范围部分或全部处在滴定突跃范围内。根据上述原则，由于强碱滴定强酸的PH值范围为4.3-9.7，所以可选择滴定指示剂为：酚酞（8.0-9.6），甲基橙（3.1-4.4），甲基红（4.4-6.2）。163、滴定条件：突跃范围的宽窄不仅与酸、碱的强度有关也与它们的浓度有关，分析工作中经常采用0.1-0.5mol/L的酸或碱标准溶液。想一想：标准溶液的浓度太大或太小对滴定结果会有什么影响？17本节练习：强酸滴定强碱：CHCl=0.1000mol/L滴定20.00mlCNaOH=0.1000mol/L。1、计算突跃范围。2、找出合适的指示剂。18§5-6、分析结果的误差和有效数字一、误差产生的原因和分类：1、误差的定义：在分析过程中，测定值与真实值之间的差值。2、误差的分类：①、系统误差：又称可定误差，是由分析时某些固定的原因造成的。其特征是测定结果单向性及重现性。19根据系统误差产生的原因，可将其归纳为以下几个方面：由仪器本身不够精确所致的仪器误差分析方法本身不够完善所致的方法误差试剂不纯所导致的试剂误差正常操作下，分析者掌握操作规程与正确控制条件稍有出入所致的操作误差。系统误差20②、偶然误差：又称不可定误差，是由难于预料的某些偶然因素所造成的。其特征是服从正态分布规律：A、大小相等的正负误差出现的概率相等。B、小误差出现的概率大，大误差出现的概率小。偶然误差可通过增加平行测定的次数来减小。③、过失误差：测定过程中由于分析人员不按操作规程办事和粗心大意所造成的误差。21二、误差的表示方法：1、误差与准确度：准确度的定义：指测定值（X）与真实值（T）符合的程度。其高低用误差的大小来表示，误差越小，分析结果的准确度越高。误差绝对误差：E=X-T相对误差：RE=ET×100%22例题：用万分之一的分析天平称取Na2CO3两份，质量分别为1.6380g和0.1638g，假定Na2CO3的真实质量分别为：1.6381g和0.1639g。则它们的绝对误差和相对误差分别是多少？绝对误差：E1=1.6380-1.6381=-0.0001gE2=0.1638-0.1639=-0.0001g相对误差：RE1=-0.0001/1.6381×100%=-0.006%RE2=-0.0001/0.1639×100%=-0.06%232、偏差与精密度：精密度的定义：多次测定值之间相符合的程度。精密度的大小用偏差表示。偏差越小，测定结果的精密度越高，偏差越大，测定结果的精密度越低。常用偏差类型绝对偏差相对平均偏差绝对平均偏差标准偏差XXdnddi%100XddR12ndSi24例、有一标样含有SiO2(%)标准值为61.32，让甲、乙两位化验员测此标样，得到如下结果：甲（%）61.5161.5261.50乙（%）61.3661.3061.33试通过计算比较两位化验员的分析结果哪个可靠？解：51.61甲X%3.0%10032.6132.6151.61RE33.61乙X%01.0%10051.613/)01.001.000.0(dR%02.0%10032.6132.6133.61RE%03.0%10033.613/)00.003.003.0(dR乙的数据可靠，为什么？25结论：高的精密度不一定能保证高的准确度，只有在消除或减免系统误差的前提下，才能以精密度的高低衡量准确度的高低。精密度是保证准确度的先决条件，精密度差，所测结果不可靠，就失去了衡量准确度的前提。26四、有效数字及其运算规则1、有效数字：所有的确定数字再加一位可疑数字。例如，在分析天平上称量物体的质量为：10.7463可疑数字27①、记录测量所得数据时只允许保留一位可疑数字。②、“0”的意义：按下表总结0的意义。2、有效数字的位数确定：物质称量瓶Na2CO3H2C2O4称量纸质量（g）10.14302.10450.21040.0120有效数字位数6543③、变换单位时，有效数字的位数不变。如：10.00ml0.01000L(1.000×10-2)10.5L1.05×104ml28④、确定有效数字的位数时，若第一位数字≧8，其有效数字的位数应多算一位。例如：9.48可认为是四位有效数字。⑤、在所有计算式中，常数如π、e的数值以及常遇到的倍数、分数关系等非测量所得，它们的有效数字不受限制。例如：水的相对分子量=2×1.008+16.00=18.02⑥、pH、pM、pK等对数值，其有效数字的位数仅取决于小数部分数字的位数，29整数部分只说明该数的方次。例如：pH=12.68（有效数字是两位而不是4位）思考题：下列数据各包括几位有效数字？A）1.052B）0.0234C）0.00330D）10.030E）8.7×106F）pKa=4.74G）1.02×10-3H）40.02%I）100030①、修约规则：四舍六入五留双3、有效数字的运算法则：尾数≦4弃去≧6进位=5其后为“0”其后为非“0”，进位。尾数前是偶数，弃去尾数前是奇数，进位例如：45.556≈45.6，2.1250≈2.12，4.0150≈4.0231②、运算规则（先计算，后修约）：A、加减法运算：保留有效数字的位数以小数点后位数最少的为准，即以绝对误差最大的为准。B、乘除法运算：保留有效数字的位数以有效数字最少的为准，即以相对误差最大的为准。32如：计算：0.5362+0.0014+0.25=?4.2598-3.14=?(0.0325×5.103×60.06)÷139.8