酸碱滴定与酸碱指示剂.doc

酸碱滴定与酸碱指示剂

⑴使用一种已知浓度的酸液或碱液,逐滴加入未知浓度的待测碱液或待测酸液中,以测定出待测液浓度的实验方法,称为酸碱滴定(acid-base titration)。
⑵已知浓度的溶液,称为标准溶液(standard solution),滴定时所使用的标准溶液,则称为滴定剂(titrant)。
⑶酸碱滴定是用途广泛的定量分析法,其原理是利用中和时,H+ 与 OH- 会以等莫耳数反应生成水,来推求被滴定液中,待测的酸液或碱液的浓度。
⑷酸碱滴定的过程中,所滴入的 H+(或OH-)莫耳数,与被滴定液中所含有的 OH-(或H+)莫耳数恰好达到相等时,称为此滴定的当量点(equivalence point)。亦即酸碱滴定至其当量点时,酸与碱的莫耳数之间有下列的关系:

或 CM(酸)×V(酸)×a = CM(碱)×V(碱)×b
⑸根据酸碱滴定达当量点时,所滴入的滴定液体积,可计算出被滴定液的浓度。以强酸滴定强碱或以强碱滴定强酸,达当量点时,被滴定液呈中性。
⑹由于一般酸、碱、盐的水溶液大多为无色,在滴定的过程中,为了能够判断何时达到当量点,所以在被滴定液中须加入适当的酸碱指示剂。
⑺进行酸碱滴定时,应先将滴定剂装入滴定管中,另以吸量管吸取一定体积的待测液,置于锥形瓶中,并于瓶内加入 2~3 滴酸碱指示剂。在滴定过程中,若锥形瓶内的溶液颜色改变,经摇动后颜色可持续,不褪回原色,即达到滴定终点(titration end-point),应立即停止滴定。
⑻酸碱指示剂各有其变色的 pH 值范围,加上逐滴滴定的过程中,液滴无法控制到极微小、精准,故滴定终点与当量点之间会略有差距;但一般而言,选用在当点之 pH 值附近会变色的指示剂,可使达到滴定终点时所滴入的滴定剂体积,与达到当量点所需的滴定剂体积相当接近,实验上视两者为相等。
⑼以氢氧化钠标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例,滴定前,在锥形瓶的盐酸中,加入几滴酚酞指示剂,溶液呈无色。随后,从滴定管逐滴将氢氧化钠溶液加入锥形瓶中,直到溶液恰由无色变为
淡红色,且经摇动后颜色可持续,不褪回原色,此时即为滴定终点。
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⑴酸碱指示剂是一种有机弱酸或有机弱碱。指示剂中互为共轭酸碱对的两物质,必须分别具有不同的颜色。
⑵在酸碱滴定的过程中,当溶液的 pH 值改变时,指示剂中互为共轭酸碱对的两物质之浓度的比例会发生变化,使溶液的颜色也随之改变。
⑶图为常见的酸碱指示剂在不同 pH 值范围时的颜色。
⑷在酸碱滴定的过程中,以滴定剂加入的体积为横坐标,锥形瓶内溶液的 pH 值为纵坐标所绘制而成的曲线,称为酸碱滴定曲线(titration curve)。
⑸当氢氧化钠溶液逐渐滴入盐酸时,盐酸的 pH 值会慢慢升高,而观察其滴定曲线可知,达当量点附近时,盐酸之 pH 值的变化最大,约从 pH=3 到 10。因此,变色范围在 pH=3~10 的酸碱指示剂,如甲基橙、溴瑞香草蓝或酚酞等,均可被选用为此滴定的指示剂,其中,酚酞由无色变为红色,最为清楚易辨。
现以 NaOH 滴定 HCl
滴定过程中pH值的计算:+
HCl溶液
[]=[HCl ]= ,pH=