《酸堿中和滴定》課件.pptVIP

繼廣東省和上海市兩地查出SK 化妝品含有鉻和釹之后 倩碧 蘭蔻 迪奧 雅詩蘭黛四大知名品牌化妝品也被卷入風波 其六種粉餅含有的鉻 釹等違禁物質被香港標準及鑒定中心查出 其中一款迪奧和雅詩蘭黛的粉餅鉻含量分別達到4 5毫克 千克和3 9毫克 千克 第一類 定性分析 如 1 焰色反應檢驗金屬元素 2 通過化學反應檢驗離子 分子等第二類 定量分析 酸堿中和滴定是一種常用的定量分析方法 其操作簡捷 快速 有足夠的準確度 化學研究物質的方法 探究一現(xiàn)在有一瓶失去標簽的鹽酸 為了測出其真實濃度 請設計實驗方案 方案 1 氣體法 氣體法難以準確測量氣體的體積 沉淀法操作麻煩 H試紙法不夠準確 結果 2 沉淀法 3 H法 4 中和法等 酸堿中和滴定 1 實質 酸電離產生的H 與堿電離產生的OH 結合成水H OH H2O 一 酸堿中和反應 2 酸堿恰好完全中和 生成正鹽 沒有剩余 酸所能提供的H 的物質的量和堿所能提供的OH 物質的量必然相等 n H n OH 二 酸堿中和滴定原理 1 定義 用已知濃度的酸或堿 標準溶液 去滴定未知濃度的堿或酸 待測溶液或未知溶液 通過測定反應完全時消耗已知濃度的酸或堿的體積 從而推算出未知濃度的堿或酸的濃度的方法叫做酸堿中和滴定 2 原理 以酸堿中和反應為基礎 H OH H2O 1mol 1mol 有n H n OH 在滴定達到終點 即酸堿恰好反應 時 n H n OH C酸 V酸 C堿 V堿 則有n酸 n堿 若是一元酸和一元堿反應 問題到底應測得哪些數(shù)據(jù)才能求出C HCl C堿 V堿 V酸 C酸 即 C NaOH V NaOH C HCl V HCl 已知 0 1mol L 需測定 量取 2 待測 現(xiàn)在我們用 1mol L的NaOH標準溶液測定未知濃度的鹽酸 例題1 用0 1000mol L的NaOH溶液滴定25 00mL未知濃度的HCl溶液 滴定完成時 用去NaOH溶液12 50mL 通過中和滴定測得HCl的物質的量濃度是多少 解 這是一元酸和一元堿的中和滴定 據(jù) 0 0500mol L 答 測得HCl的物質的量濃度為0 0500mol L 如果酸或者堿的元數(shù)不相同呢 如 用NaOH標準溶液滴定H2SO4 它們的關系式如何書寫 cNaOHVNaOH 2cH2SO4VH2SO4 練習2 用0 1000mol L的NaOH溶液滴定20 00mL未知濃度的硫酸溶液 滴定完成時用去NaOH溶液18 00mL 計算待測硫酸溶液的物質的量濃度 練一練 根據(jù)c OH V OH c H V H 計算 有n H n OH 3 酸堿中和滴定的關鍵 1 準確測量參加反應的兩種溶液的體積 2 準確判斷中和反應是否恰好完全反應 需要能在滴加溶液時準確表示所加溶液體積的儀器需要能指示酸堿反應完全的物質 酸堿指示劑 思維探究 要想測定的濃度結果更準確 你認為實驗的關鍵是什么 討論結果 最好用滴定管 因為它比較精確 滴定管能準確到0 1ml 讀到0 01ml 在下列儀器中選出能夠準確量取酸 或堿 體積的儀器 三 酸堿滴定管的使用 滴定管的構造 上端標有 溫度 0刻度 容積 25 25mL 50mL 滴定管的最小刻度為 允許估計至 因此讀數(shù)的精確度為mL 0 1mL 0 01mL 0 01 酸式滴定管 玻璃活塞 用來盛放酸性或具有氧化性的溶液 酸 Br2 KMnO4 等 堿式滴定管 橡膠管 玻璃球 用來盛放堿性物質或無氧化性的物質 思考 有一支25mL酸式滴定管內盛有溶液 液面在10 00mL刻度處 當管內溶液全部排出時 所得溶液的體積是 15 00mL 滴定管的構造特點 檢漏 首先檢查滴定管是否漏水 洗滌 用蒸餾水將滴定管 錐形瓶洗凈 潤洗 分別用標準液和待測液潤洗相應的滴定管 注液 向滴定管中注入相應的標準液和待測液 使液面位于滴定管0刻度以上2 3cm處 趕氣泡 將滴定管尖嘴部分的氣泡趕盡使之充滿溶液 調節(jié)液面 將滴定管內液面調至0刻度或0刻度以下某一刻度 記錄下初始刻度V0 滴定管的使用方法 讀數(shù) a 滴定管要垂直b 視線與凹液面最低處保持水平c 估讀到0 01mL 平視 凹液面 俯視 仰視 讀數(shù) 視線與凹液面最低點相切或在同一水平線上 您讀得準嗎 25 60mL 實驗步驟 1 準備階段 檢漏 首先檢查滴定管是否漏水 洗滌 用蒸餾水將滴定管 錐形瓶洗凈 潤洗 分別用標準液和待測液潤洗相應的滴定管注意 錐形瓶不能用待測液潤洗 注液 向滴定管中注入相應的標準液和待測液 使液面位于滴定管0刻度以上2 3cm處 趕氣泡 將滴定管尖嘴部分的氣泡趕盡使之充滿溶液 調節(jié)液面 將滴定管內液面調至0刻度或0刻度以下某一刻度 記錄下初始刻度V0 放出待測液 向錐形瓶中加入一定體積的待測液 然后滴加2至3滴指示劑 2 滴定一手控制滴定管的開關 一手旋搖錐形瓶 邊滴邊振蕩 眼睛注視錐形瓶內顏色的變化 滴定先快后慢 當接近終點時 應一滴一搖動 最后一滴剛好使指示劑的顏色發(fā)生明顯的變化 且半分鐘內溶液的顏色不變 3 讀數(shù)并記錄達終點后 眼睛平視刻度線 記下終了刻度V1消耗溶液體積為V1 V0 4 復滴重復上述操作2 3次 5 計算根據(jù)滴定所用標準液體積 取幾次操作的平均值 代入公式計算出待測液的濃度 練習 某學生中和滴定實驗的過程如下 取一支堿式滴定管 用蒸餾水洗凈 加入待測NaOH溶液 記錄液面刻度的讀數(shù) 用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液 置于用標準酸液洗滌過的錐形瓶中 加入2滴酚酞試劑 開始滴定 先慢后快 邊滴邊搖蕩 邊注視滴定管液面變化 滴到溶液由無色變?yōu)榉奂t色時 即停止滴定 記錄液面讀數(shù) 重復滴定 根據(jù)兩次讀數(shù)得出NaOH的體積21ml上述學生操作錯誤的有 填序號 3 6 8 9 10 12 問題 氫氧化鈉溶液和鹽酸反應 溶液一直都是無色 那怎么知道所加的氫氧化鈉溶液與鹽酸恰好發(fā)生了中和反應呢 當最后一滴標準液恰好使指示劑的顏色發(fā)生明顯變化 且在半分鐘內不褪色 即為滴定終點 探究三 如何判斷中和反應恰好完成 實驗時應先把酸和堿都裝入滴定管中 然后從酸式滴定管中取2 的鹽酸注入錐型瓶 再用堿式滴定管向鹽酸中滴加 1mol L氫氧化鈉溶液至恰好完全中和 四 終點的判斷 即酸堿指示劑的選擇 酸堿指示劑是有機色素 是有機弱酸 HIn 或有機弱堿 InOH 在水里也存在電離平衡 溶液酸堿性的變化 會影響酸堿指示劑平衡移動的方向 指示的顏色也隨之發(fā)生變化 酸堿指示劑的變色原理 變色范圍及選擇依據(jù)1 變色原理 2 常用指示劑的變色范圍 甲基橙石蕊酚酞甲基紅 3 1 4 4 酸色中間色堿色 紅色橙色 5 0 8 0 8 2 10 0 紅色紫色藍色 粉紅色 無色 紅色 黃色 4 4 6 2 紅色 橙色 黃色 思考 強酸與強堿完全中和時 溶液的PH就為7 但指示劑變色時 溶液的PH不等于7 為什么可將滴定終點當成完全中和的點 即酸堿指示劑的選擇依據(jù)是什么 用0 1000mol L的NaOH溶液 滴定20 00ml0 1000mol L的HCl溶液 測隨VNaOH的增大 pH 活動 中和滴定過程的pH變化 在滴定終點前后 溶液的pH發(fā)生突躍 4 3 9 7 a 滴定前 加入滴定劑 NaOH 的體積為0 00ml時 0 1000mol L的HCl溶液中的氫離子濃度 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 算一算 通過計算了解不同滴定過程中的pH pH lg 1 0 10 1 1 c H 1 0 10 1mol L b 滴定中 pH取決于剩余HCl的量 如 加入滴定劑體積為18 00ml時 c H 0 1000 20 00 18 00 20 00 18 00 5 0 10 3mol L 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 pH lg 5 0 10 3 2 3 c H 0 1000 20 00 19 98 20 00 19 98 5 0 10 5mol L 當加入滴定劑體積為19 98ml時 滴定時 每滴溶液的體積約為0 04ml 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 pH lg 5 0 10 5 4 3 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 c 當酸和堿剛好反應完全時 即加入滴定劑NaOH的體積剛好為20 00ml時 pH 7 c OH 0 1000 0 02 20 00 20 02 5 0 10 5mol L pH lg 2 0 10 10 9 7 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 d 當?shù)味▌㎞aOH過量時假設剛好多滴加一滴HCl 即HCl過量0 04ml c H 1 0 10 14 5 0 10 5 2 0 10 10 只要選擇變色范圍在這一范圍內的指示劑就不會造成很大誤差 結論 滴加體積 0 00 19 98ml pH 4 3 1 3 3 滴加體積 19 98 20 02ml pH 9 7 4 3 5 4 發(fā)生滴定突越 3 指示劑的選擇原則 依據(jù)酸堿滴定曲線 A 滴定終點時溶液的pH值盡可能與指示劑的變色范圍一致 B 顏色變化明顯 靈敏 易觀察 常見滴定類型中指示劑的選擇 強酸與弱堿甲基橙強堿與弱酸酚酞強酸與強堿兩種指示劑均可 4 指示劑的用量2 3滴 因為石蕊變色范圍太寬 終點時顏色變化不明顯 所以一般不用石蕊作中和滴定的指示劑 滴定過程中任何錯誤操作都可能導致C標 V標 V待的誤差但在實際操作中認為C標是已知的 V待是固定的 所以一切的誤差都歸結為對V標的影響 V標偏大則C待偏大 V標偏小則C待偏小 六 誤差分析 常見具體分析如下 1 滴定前 在用蒸餾水洗滌滴定管后 未用標準鹽酸潤洗 2 滴定前 鹽酸滴定管尖端有氣泡 滴定后氣泡消失 3 滴定前 用待測燒堿液潤洗錐形瓶 4 讀取標準鹽酸液的刻度時 滴定前平視 滴定后俯視 5 滴定過程中 錐形瓶振蕩太劇烈 有少量溶液濺出 6 滴定后 鹽酸滴定管尖端掛有液滴未滴入錐形瓶中 偏高 偏高 偏高 偏高 偏低 偏低 練 用標準鹽酸滴定待測燒堿 下列錯誤操作將對V 酸 和C 堿 有何影響 偏大 偏小 無影響 7 鹽酸滴定前仰視讀數(shù) 滴定后平視刻度讀數(shù) 8 滴定過程中向錐形瓶內加入少量蒸餾水 9 滴定過程中 鹽酸滴定管漏液 10 滴定臨近終點時 用洗瓶中的蒸餾水洗下鹽酸滴定管尖嘴口的半滴標準溶液至錐形瓶中 11 過早估計滴定終點 12 過晚估計滴定終點 13 一滴鹽酸標準溶液附在錐形瓶壁上未洗下 無影響 偏低 偏高 偏低 偏高 偏高 無影響 小結 小結 中和滴定前 必須用滴定液多次潤洗滴定管 以確保溶液的濃度不被剩余在滴定管中的水稀釋變小 加入指示劑的量控制在2滴 3滴 以避免指示劑消耗酸或堿 臨近終點時 滴液要慢 至指示劑變色 不立即 褪去或變?yōu)樵礊榻K點 避免過量 重視測定結果的復核 即重復實驗測定2次以上 取實驗平均值 根據(jù)計算公式 求出計算值 A 由黃色變紅B 由黃色變橙色C 由橙色變紅色D 由紅色變橙色 3 在鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的實驗中 以甲基橙為指示劑 滴定終點時的顏色變化應是 1 酸堿恰好完全中和時 它們一定相等的量是 A 質量B 物質的量C 物質的量濃度D 酸提供的H 和堿提供OH 的物質的量 D B 2 用10ml的量筒量取液體 數(shù)據(jù)記錄正確的是 A8B8 01 C7 78D8 1 D 中和滴定誤差判斷的基本原則 1 凡是有利于滴定液體積增大的因素都會使測定結果偏高 如仰視2 凡是有利于滴定液體積減小的因素都會使測定結果偏低 如俯視3 凡是有利于被滴定的物質量增大的因素都會使測定結果偏高 如用待測液潤迅錐形瓶4 凡是有利于被滴定的物質量減小的因素都會使測定結果偏低 如搖動時液體濺出 練習 1 00年上海 下列實驗操作中錯誤的 A 分液時 分液漏斗中下層液體從下口放出 上層液體從上口倒出B 蒸餾時 應使溫度計水銀球靠近蒸燒瓶支管口C 滴定時 大手控制滴定管活塞 右手握持錐形瓶 邊滴邊振蕩 眼睛注視滴定管中的液面D 稱量時 稱量物放在稱量紙上 置于托盤天平的大盤 砝碼放在托盤天平的右盤中 C 2 01全國12 用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度 參考右圖 從下表中選出正確選項 CD 3 下列是一段關于中和滴定的實驗敘述 取一錐形瓶 用待測NaOH溶液潤洗兩次 在錐形瓶中放入25 00ml待測液NaOH溶液 加入幾滴石蕊試劑作指示劑 取一支酸式滴定管 洗滌干凈后 直接往其中注入標準酸溶液 進行滴定 左手旋轉滴定管的玻璃活塞 右手不停搖動錐形瓶 兩眼注視著滴定管內鹽酸溶液液面下降 直至滴定終點 其中錯誤的是 A B C D D 檢漏 檢查活塞是否漏水 洗滌 先用自來水或蒸餾水洗 然后用待測液潤洗內壁2 3次 潤洗的目的是消除掉由于滴定管內有水而使溶液濃度變小帶來的誤差 裝液 把溶液注入滴定管中 使液面位于 0 刻度線以上2cm 3cm處 排氣泡 再把滴定管固定在滴定管夾上 在滴定管下放一個燒杯 調節(jié)活塞使滴定管的尖嘴部分充滿溶液 不留氣泡 調零 并使液面處在 0 或 0 以下某一刻度處 記下準確讀數(shù)V0 讀數(shù) 滴加溶液反應完畢后記錄讀數(shù)V1 則反應消耗溶液的體積為V1 V0a 滴定管要垂直b 視線與凹液面最低處保持水平c 估讀到0 01mL 實際滴出的溶液體積 滴定后的讀數(shù)V1 滴定前的讀數(shù)V0 例1 99年上海 下列敘述儀器 0 刻度位置正確的是 A 在量筒的上端B 在滴定管上端C在托盤天平刻度尺的正中D在托盤天平刻皮尺的右邊 B 練1 量取25 00mL KMnO4溶液可選用儀器 A 50mL量筒 B 100mL量筒C 50mL酸式滴定管 D 50mL堿式滴定管 C 練2 50ml的滴定管盛有溶液 液面恰好在20 00處 若把滴定管中溶液全部排出 則體積 A 等于30B 等于20C 大于30D 小于30 C 練3 下列所述儀器 0 刻度位置正確的是 A 在量筒的上端B 在滴定管上端C 容量瓶上端 D 在托盤天平刻度尺的右邊 B 問題 氫氧化鈉溶液和鹽酸反應 溶液一直都是無色 那怎么知道所加的氫氧化鈉溶液與鹽酸恰好發(fā)生了中和反應呢 探究三 如何判斷中和反應恰好完成 實驗時應先把酸和堿都裝入滴定管中 然后從酸式滴定管中取 的鹽酸注入錐型瓶 再用堿式滴定管向鹽酸中滴加 1mol L氫氧化鈉溶液至恰好完全中和 四 酸堿中和滴定終點的確定 即指示劑的選擇 常用指示劑的變色范圍 甲基橙石蕊酚酞 3 1 4 4 酸色中間色堿色 紅色橙色 5 0 8 0 8 2 10 0 紅色紫色藍色 粉紅色 無色 紅色 黃色 指示劑的選擇原則A 指示劑的pH變色范圍盡可能接近中和時的pHB 顏色變化明顯 酚酞甲基橙 常用中和滴定指示劑 指示劑的用量2 3滴 滴定終點確定 例如 指示劑選擇不當會有誤差 以鹽酸做標準液滴定氨水時 用酚酞做指示劑 測定的氨水的濃度將偏低 因為恰好完全反應時 生成的NH4Cl溶液的pH值小于7 而酚酞的變色范圍是8 10 滴入鹽酸到pH為8就終止實驗了 用去的鹽酸偏少 所以應選用甲基橙為好 滴定終點時溶液的pH值盡可能與指示劑的變色范圍一致 強酸滴定弱堿 選甲基橙 強堿滴定弱酸 選酚酞 強酸滴定強堿 酚酞或甲基橙 指示劑的選擇 甲基橙 紅 3 1 橙色 4 4 黃 酚酞 無 8 2 粉紅色 10 0 紅 完全中和時溶液略顯酸性 完全中和時溶液略顯堿性 練一練 練習 用標準鹽酸測定氨水的濃度 最適宜的指示劑是 問題探究四 酸堿中和滴定選用酚酞或甲基橙作指示劑 但其滴定終點的變色點并不是pH 7 這樣對中和滴定終點的判斷有沒有影響 練4 在20 00mL0 1000mol L的鹽酸中 逐滴滴入0 1000mol LNaOH溶液40 00mL 判斷下列情況下溶液的pH 未滴NaOH溶液時HCl的pH 滴加NaOH溶液到完全反應相差一滴 一滴溶液的體積是0 04mL 這時溶液的pH 完全反應后再多加一滴NaOH溶液時的pH pH 1 pH 4 pH 10 在滴定終點前后 溶液的pH發(fā)生突躍 跟完全反應所需NaOH溶液相差一滴 或多加一滴 對計算鹽酸的濃度有沒有影響 通過計算說明 c HCl 0 0998mol L跟實際濃度0 1000mol L相比 誤差很小 結論 在滴定終點前后 溶液的pH發(fā)生突躍 酚酞的變色點落在溶液pH的突躍范圍內 按pH突躍范圍內的體積計算 結果是可以達到足夠的準確度 酸堿中和滴定是一個非常精確的定量實驗 用已知物質的量濃度的鹽酸滴定未知物質的量濃度的氫氧化鈉 滴定管 錐形瓶用水洗干凈標準 內壁不掛水珠 滴定管檢漏 活塞靈否 裝液讀數(shù)時要注意 滴定管要直立 裝液或放液后 需等1 2分鐘才能觀察液面高度 讀數(shù)時 視線應與凹液面水平 必須準確到0 1mL 并估計到0 01mL 四 酸堿中和滴定的操作步驟 用滴定管移取定量待測液注入錐形瓶 滴加2 3滴指示劑 振蕩混勻 注意 不能用待測液洗滌錐形瓶 進行滴定 左手旋塞 右手搖瓶 眼睛注視錐形瓶中溶液顏色變化 滴定到指示劑顏色變化 并不立即褪去 即為滴定終點 計算 HCl NaOH NaCl H2O 滴定次數(shù)待堿測溶液體積 mL 標準酸溶液的體積 mL 滴定前刻度滴定后刻度體積 操作2 次取平均值代入公式計算 滴定過程中注意 左手 控制活塞 活塞朝右 滴液先快后慢 右手 持錐形瓶 不斷旋轉 眼睛 錐形瓶中的顏色變化 滴定的速度 滴定終點判斷 溶液顏色發(fā)生變化且在半分鐘內不褪色 讀數(shù) 視線和凹液面最低點相切 練習 某學生中和滴定實驗的過程如下 取一支堿式滴定管 用蒸餾水洗凈 加入待測NaOH溶液 記錄液面刻度的讀數(shù) 用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液 置于用標準酸液洗滌過的錐形瓶中 加入2滴酚酞試劑 開始滴定 先慢后快 邊滴邊搖蕩 邊注視滴定管液面變化 滴到溶液由無色變?yōu)榉奂t色時 即停止滴定 記錄液面讀數(shù) 重復滴定 根據(jù)兩次讀數(shù)得出NaOH的體積21ml上述學生操作錯誤的有 填序號 3 6 8 9 10 12 a 滴定前 加入滴定劑 NaOH 的體積為0 00ml時 0 1000mol L的HCl溶液中的氫離子濃度 知識支持 pH lgc H 室溫下 在溶液中c H c OH 1 0 10 14 算一算 通過計算了解不同滴定過程中的pH pH lg 1 0 10 1 1 c H 1 0 10 1mol L 例如 指示劑選擇不當會有誤差 以鹽酸做標準液滴定氨水時 用酚酞做指示劑 測定的氨水的濃度將偏低 因為恰好完全反應時 生成的NH4Cl溶液的pH值小于7 而酚酞的變色范圍是8 10 滴入鹽酸到pH為8就終止實驗了 用去的鹽酸偏少 所以應選用甲基橙為好 滴定終點時溶液的pH值盡可能與指示劑的變色范圍一致 強酸滴定弱堿 選甲基橙 強堿滴定弱酸 選酚酞 強酸滴定強堿 酚酞或甲基橙 指示劑的選擇 甲基橙 紅 3 1 橙色 4 4 黃 酚酞 無 8 2 粉紅色 10 0 紅 完全中和時溶液略顯酸性 完全中和時溶液略顯堿性 練一練 練習 用標準鹽酸測定氨水的濃度 最適宜的指示劑是 問題探究 酸堿中和滴定選用酚酞或甲基橙作指示劑 但其滴定終點的變色點并不是pH 7 這樣對中和滴定終點的判斷有沒有影響 練習 在20 00mL0 1000mol L的鹽酸中 逐滴滴入0 1000mol LNaOH溶液40 00mL 判斷下列情況下溶液的pH 未滴NaOH溶液時HCl的pH 滴加NaOH溶液到完全反應相差一滴 一滴溶液的體積是0 04mL 這時溶液的pH 完全反應后再多加一滴NaOH溶液時的pH pH 1 pH 4 pH 10 在滴定終點前后 溶液的pH發(fā)生突躍 跟完全反應所