酸碱中和滴定教案

第二节溶液酸碱性之酸碱中和滴定一、中和滴定原理1.中和本质一元强酸、强碱：c酸v酸=c碱v碱H++OH-=H2On（H+）=n（OH-）用已知浓度的酸跟未知浓度的碱完全中和，测出酸和碱的体积，可算出碱的浓度,反之亦然。例：取未知浓度的NaOH溶液22.00mL于锥形瓶，向其中滴加0.1mol/L的HCl共用25.00mL才完全中和，求CNaOH？0.11mol/L（待测液）（标准液）（未知）C(测)=C(标)×V(标)V(测)已知已知读数2.滴定概念：用已知浓度（C)的酸(或碱)测未知浓度（C)的碱(或酸)。3、关键:(1)准确测量两溶液体积(2)准确判断中和恰好完全滴定管与量筒区别量筒：粗量仪，精确度0.1mL，无“0”刻度，从下往上读，滴定管上部标：“25℃，25mL”“0”该度在上；“25”mL在下，从0到25最多可以准确量25mL溶液（全盛满溶液时体积大于25mL），从上往下读。④最小刻度为0.1mL,允许估计至0.01，故精确度0.01mL。如22.00、23.38、0.00ml规格：25mL、50mL优点：易控制所滴液体流量、读数较精确。二.仪器.试剂：标准液、待测液（放指示剂）、水酸式滴定管：碱式滴定管：锥形瓶(垫白纸)、铁架台、滴定管夹、烧杯酸式：碱式：磨口活塞装酸或氧化剂(如酸性KMnO4)，不装碱液(腐蚀玻璃）带玻璃球的橡胶管装碱液，不装氧化剂和酸液（均腐蚀橡胶）移液管使用:（1）酸式滴定管左手控制活塞,姆指在前,食指、中指在后,无名指和小指弯向掌心,转动活塞,动作轻缓自然,协调,注意不要把活塞拉出.排气泡:快速放液体法(2)碱式滴定管:姆指、食指、中指轻轻稍向一侧挤压橡胶管.不用大力向中心挤压,这样挤不出液体,也不能向上或向下挤,会把小玻璃珠挤向上或向下,堵住液体下流.排气泡:使尖嘴向上弯起，挤压橡胶管挤压位置三指示剂（1）变色范围甲基橙：红3.1———4.4黄橙色酚酞：无色8.2——10红浅红注：石蕊颜色突变不明显,不作指示剂.[设问]既然指示剂变色时溶液pH不是7，能否用指示剂来判断酸碱完全反应？例：以0.1mol·L-1NaOH滴定20.00ml0.1mol·L-1HCl，滴定过程中pH的计算【讲解】向盐酸中滴NaOH，由于盐酸中H+被滴入的NaOH中OH-逐渐中和，cH+逐渐减小，溶液pH逐渐增大，当H+与OH-恰好反应时，溶液呈中性，pH=7。[提问]如何判断酸、碱恰好完全反应？指示剂变色时溶液pH值不一定是7（1）滴定前——0.1mol/LHCl溶液CH+=cHCl=0.1mol/L，pH=1（2）滴定开始至恰好点前——HCl剩余滴NaOH溶液19.98ml,设1滴为0.04ml即余HCl0.02ml未中和pH=4.3即少加半滴(0.02ml)NaOH（3）恰好点（呈中性）pH=7（4）恰好点后NaOH过量:多加半滴(0.02ml)NaOHpOH=4.3,pH=9.7pOH=4.3,pH=9.7逐一算，以加NaOH溶液ml数对pH值作滴定曲线。加入剩余过量加VNaOH(mL)余VHCl过量VNaOHC(H+)pH020.001.00×10-11.0019.000.205.02×10-43.3019.980.025.02×10-54.3020.000.001.00×10-7720.020.022.00×10-109.7020.200.202.00×10-1110.70滴定开始到加19.98mLNaOH，即99.9%HCl被滴定，pH变化较慢，共只有3.3个单位。但从19.98mL到20.02mL即滴定终点前后，体积仅差±0.1%，pH却从4.3变到9.7，共5.4个单位。说明加入量虽有很小变化，但溶液立刻由酸性变为碱性。量变过程质变过程*（2）pH突跃范围:酸或碱过量半滴或少滴半滴引起的pH值急剧变化.对于0.1mol/LNaOH滴0.1mol/L盐酸，凡在突跃范围内（4.3—9.7）变色的指示剂均可作滴定指示剂如酚酞（pH为8—10）、甲基橙（pH为3.1—4.4）。故在突跃范围内停止滴定有足够准确度。反之，用盐酸滴定氢氧化钠溶液时也有同样分析。此范围是选择指示剂的依据。但没有一种指示剂变色恰好是酸碱中和点，滴定曲线0.1mol/LNaOH滴定20.00mL0.1mol/LHCl过程中pH变化0.1mol/LHCl滴定20.00mL0.1mol/LNaOH过程pH变化酚酞：甲基橙：浅红橙色无色8——10红红3.1———4.4黄强酸滴入强碱：甲基橙由黄橙酚酞由红无色强碱滴入强酸：甲基橙由红橙酚酞由无色粉红（3）滴定终点判断（4）指示剂用2-3滴（因它本身是弱酸或弱碱。用量过多，消耗更多酸或碱）滴最后一滴刚好使指示剂颜色突变且半分钟内不恢复原色→赶气泡四、滴定步骤1.准备：（1）滴定管：检漏:滴定管中装适量水,旋转活塞,进行检查.若漏水,在活塞两端均匀涂凡士林.检漏洗涤（三洗:水洗、蒸馏水洗、待装液洗2~3次）注液→调液→读数仪器洗涤原则：量谁的体积用谁润洗。通常滴定管量标准液用标准液润洗,或另一种滴定管量待测液用待测液润洗。(至“0”刻度上2-3cm)至“0”刻度或以下→加待装液（2）锥形瓶洗涤（水洗、蒸馏水洗）→指示剂不用待测液洗，否则C待测会偏大锥形瓶不是量具,只作反应器,不能用待测液润洗.只用蒸馏水洗.锥形瓶中残留有蒸馏水或中途加蒸馏水,因不影响酸碱的物质的量,故不会造成误差.2.滴定：左手:右手：眼睛：控制活塞(或玻璃球）注视锥形瓶溶液的颜色变化。持锥形瓶颈部，向同一方向作圆周运动3.重复2——3次还应注意如：盐酸滴NaOH(1)若终点时,半分种内溶液恢复红色,需再滴盐酸至溶液刚好变无色,记下最后读数.(2)若滴加盐酸过量,可反滴NaOH,记下读数.以最后数据为准计算.(3)也可用待测NaOH滴标准盐酸,每次量同体积标准盐酸,逐滴加待测液到溶液由无色变浅红色，半分钟内浅红色不消失,即到终点.(4)也可用甲基橙作指示剂.终点颜色是:酸滴碱时最后一滴酸使溶液由黄色变橙色,碱滴酸时红变橙后,最后一滴碱使溶液变黄色.5.读取盐酸体积。读数保持三点一水平线:眼—刻度—液面的最低点6.重复操作2-3次，至少得2个以上中和同体积NaOH消耗盐酸体积的误差小于0.5%(通常试液体积约为20mL,则误差不超过0.1mL)的实验数据.取这些数据的平均值.误差超过0.1mL的数据是实验失败的数据,不能作为计算依据.【例1】:某同学进行6次中和滴定20.00mL某浓度的NaOH溶液,所用0.1250mol/L标准盐酸体积如下:次数123456V盐酸mL19.8020.2520.2620.2820.8820.32要求滴定误差不超0.5%,计算NaOH浓度.分析:要求误差不超过0.5%,即标准酸体积误差不超0.1mL,6次数据有第1次明显偏低,比其它数据中的最小值相差0.450.1,故第1次数据误差大,舍弃;第5次实验数据比其它数据最大值相差0.56mL0.1mL,故第5次数据误差大,也舍弃.其它4次数据间相差均小于0.1mL,可用于计算平均值.答:等体积的待测NaOH溶液平均消耗标准盐酸的体积为:VHCl==20.28(mL)CHClVHCl=CNaOHVNaOHCNaOH==0.1268mol/LC(测)=C(标)×V(标)V(测)五误差：误差原因：C(测)=C(标)×V(标)V(测)其中:C(标)、V(测)是已知的数据。因此C(测)的大小只由V(标)——“读数”决定，已知已知读数一切误差都要归结到对V标的大小影响上分析,即导致V标偏大的操作,则测量结果偏高;反之,V标偏小的操作,结果偏低.【例4】试分析下列中和滴定操作错误引起的误差为什么是括号内的结果:A.偏高B.偏低C.不影响D.无法确定1.洗涤仪器影响(1)用蒸馏水洗涤滴定管后未用标准液润洗.()(2)用蒸馏水洗涤滴定管后未用待测液润洗.()(3)用待测液润洗锥形瓶()(4)用蒸馏水洗锥形瓶时瓶内残留有部分蒸馏水()2.仪器操作影响(1)滴定时滴定管活塞漏出标准液()(2)滴定前滴定管液面略低于0刻度,记下读数()(3)滴定过程摇荡锥形瓶不小心将液体摇出瓶外()AAABBCC3)量待测液滴定管开始有气泡,后无气泡()4)量待测液滴定管开始无气泡,后有气泡()AABBA.偏高B.偏低C.不影响D.无法确定3.气泡影响(1)滴定前盛标准液的滴定管有气泡,滴定终点时气泡消失()2)量标准液的滴定管在滴定终点出现气泡()5.读数视角方面(1)读标准液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视()(2)读标准液体积时,滴定前平视,滴定后仰视()(3)用滴定管量待测液体积,调零时读数仰视,最后读数平视()(4)读待测液体积时前俯视后仰视()BBAAA.偏高B.偏低C.不影响D.无法确定含杂质12、在配制待测氢氧化钠溶液过程中，称取一定质量的氢氧化钠时，内含少量的氢氧化钾，用标准盐酸溶液进行滴定。（）13、同上情况，若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠，结果如何（）偏低偏低三、中和滴定：1、实验操作步骤（略）2、实验报告形式滴定次数待测液体积(V)标准酸液浓度（C标）起始读数终点读数实际消耗体积12待测碱液的浓度=C标.V标/V(mol/L)标准酸液的平均体积(V标)=七.中和滴定原理应用于酸与纯碱滴定、电导滴定、氧化还原滴定等的知识迁移.基本原理有:1.盐酸滴定碳酸钠溶液用酚酞指示时生成碳酸氢钠,用甲基橙指示时生成二氧化碳.在混合物含量测定中,也可以先用酚酞作指示剂,只有OH－和CO32－被中和,发生反应为:OH－+H+=H2O,CO32－+H+=HCO3－．再用甲基橙作指示剂,只有HCO3－被完全全反应掉：HCO3－+H+=CO2↑+H2O以此来测定烧碱变质程度,或纯碱与小苏打的组成.2.电导滴定是通过测定反应过程中的电流强度变化关系,以电流强度发生转折性变化时为恰好完全反应的终点,通常可能是电流最小或最大为反应终点,已知标准溶液浓度,测得恰好反应时两种溶液的体积可以由方程式进行计算未知物的浓度.只有反应前后离子(电荷)浓度变化较大的反应才能用电导法滴定.3.氧化还原滴定可以根据恰好完全反应时溶液的颜色突变来确定滴定终点.如用标准酸性高锰酸钾溶液可以滴定还原性物质:Na2S、Na2SO3、Fe2+、Na2C2O4等,当溶液紫色不再消失时,即达到终点;用氧化剂氧化I－生成I2能使淀粉溶液变蓝;或用还原剂滴定蓝色的碘与淀粉溶液,蓝色刚好消失为反应终点.例一：有下列仪器：①托盘天平；②胶头滴管；③酸式滴定管（25mL）；④碱式滴定管（25mL）；⑤单刻度移液管（15mL）；⑥量筒（50mL）；⑦锥形瓶；若用0.1mol/L的NaOH滴定20毫升未知浓度的盐酸。应选用的仪器（）A．③⑤⑦B．④⑥⑦C．④⑤⑥D．③④⑦