磷酸

磷酸的电位滴定应化142目的1.掌握酸碱电位滴定法的原理和方法，观察pH突跃和酸碱指示剂变色的关系。2.学会绘制电位滴定曲线并由电位滴定曲线（或数据）确定终点。3.了解电位滴定法测定H3PO4的pKa1和pKa2的原理和方法。原理◎磷酸（H3PO4）的电位滴定是以NaOH标准溶液为滴定剂，随滴定剂NaOH的不断加入，被测物H3PO4与滴定试剂NaOH发生反应，溶液的pH值不断变化◎由加入的滴定试剂的体积V和测得的相应的pH可绘制pH-V电位滴定曲线。从曲线上不仅可以确定终点，而且也能求算pKa1和pKa2原理磷酸（H3PO4）为多元酸，，在水溶液中分布解离H3PO4+H2O===H3O++H2PO4-当用NaOH标准溶液滴定到【H3PO4】=[H2PO4-]时，即半中和时，氢离子的浓度就等于Ka1由于磷酸的Ka1较大，最好采用下式近似计算pHpKHKaa11],[][]][[434231POHPOHOHKa][][lg42431HcHcpKpHPOHPOHa原理继续用氢氧化钠滴定当用氢氧化钠标准溶液滴定到【HPO42-】=[H2PO4-]时，即半中和时，溶液中氢离子的浓度就等于电离平衡常数Ka2,此时Ka2=【H+】,即pKa2=pH故第二半中和点体积对应的pH就等于pKa224342HPOOHPOH][]][[422432POHHPOOHKa原理但H3PO4的Ka2也较大，故用以下近似式计算电位滴定法测定H3PO4的PKa1的过程是：由电位滴定曲线确定V并计算出H3PO4的初始浓度，在滴定曲线上找到1/2V所对应的pH,计算此时的cH3PO4和cH2PO4-，然后带入算式计算PKa1.。同理计算出PKa2][][lg24422OHcOHcpKpHHPOPOHa仪器和试剂1.精密酸度计2.复合玻璃电极3.0.1mol/LNaOH标准溶液4.0.05mol/L)H3PO4溶液（或顺丁烯二酸水溶液5g/L)5.标准缓冲溶液（邻苯二甲酸氢钾，硼砂或磷酸二氢钾/磷酸氢二钠）6.2g/L甲基橙7.2g/L酚酞实验步骤1.按照仪器使用安装说明安装电极，调节零点。用邻苯二甲酸氢钾（pH=4.003,25℃）和硼砂（pH=9.182,25℃）[或磷酸二氢钾/磷酸氢二钠标准缓冲溶液（pH=6.864,25℃）]两种标准缓冲溶液校正仪器，洗净电极。实验步骤2.将0.1mol▪L-1NaOH标准溶液装入碱式滴定管中，准确移取25.00ml0.05mol▪L-1H₃PO4磷酸（或顺丁烯二酸水溶液）放入150ml干燥烧杯中，插入电极，放入搅拌磁子，加入甲基橙和酚酞指示剂。开动电磁搅拌器，用NaOH标准溶液滴定，开始时可滴入2ml测量一次pH，然后每隔1ml测量其相应的pH。但是，第一计量点和第二计量点附近的“突跃”部分的pH要多测几个点，最好每隔0.1ml测一次。pH突跃可借助甲基橙和酚酞的颜色变化来判断。直到测量pH约为11.0方可停止滴定。将所得数据记录下来：实验步骤H₃PO42.127.20顺丁烯二酸1.926.22数据记录pH计的使用1）接入电源，按ON/OFF键开机。2）按CAL键仪器进入较准模式，屏幕显示闪烁的“CAL1”,提示进入第一点较准。3）将pH电极在纯水中洗净并吸干，浸入pH9.18缓冲溶液中，等测量值稳定并且显示“”图标时，再按CAL键，屏幕显示闪烁的“9.18”，几秒钟后较准完成，显示稳定的pH值和闪烁的“CAL2”图标，进入第二点较准。4）将pH电极在纯水中洗净并吸干，浸入pH4.00缓冲溶液中，等测量值稳定并且显示“”图标时，再按CAL键，LCD显示闪烁的“4.00”，几秒钟后较准完成。pH计的使用5）按ENTER键确认两点校准并进入测量模式。屏幕左下角显示二点校准的指示图标“”。6）测定：将电极取出，用蒸馏水清洗，用吸水纸吸干后插入待测溶液中,晃动电极架后静置放置，待LCD显示“”图标后读数，此时的读数便是该溶液的pH值。注意事项（1）滴定剂加入以后，发生中和反应是迅速的，但电极响应是有一定时间的，所以，应在滴加标准溶液搅拌平衡后，停止搅拌静态读取pH，切勿在加入滴定剂后立即读数。（2）电位滴定的测点分布，应控制在计量点前后密些，远离计量点时疏些，并且在接近计量点时，每次加入溶液量应尽可能保持一致。思考题(1)H3PO4是三元酸，为何在Ph-V滴定曲线上仅出现2个突跃点？当相邻的两个Ka的比值，等于或者大于105时，较强的那一级离解的H+先被滴定，出现第一个滴定突跃点，较弱的那一级的H+被滴定。但能否出现第二个滴定突跃，则取决于解离常数是否满足caKa110-8。如果相邻的两个Ka的比值小于105时，滴定突跃点混在一起，这时只出现一个突跃点。(2)用NaOH滴定H3PO4时，第一计量点和第二计量点所消耗的NaOH体积应相等，但实际不等，为什么？如果用NaOH滴定H3PO4，那么H3PO4首先被滴定成H2PO-4即H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O但当反应进行到大约99.4%的H3PO4被中和时（pH=4.7），已经大约0.3%的H2PO-4了，即NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O这表明前面两步中和反应并不是分步进行的，而是有交叉进行的，所以，严格来说，对H3PO4而言，实际并不存在真正两个化学计量点。