滴定終點與指示劑的選擇

1、滴定終點與指示劑的選擇酸堿中和滴定的關(guān)鍵：一要準確測定出參加中和反應(yīng)的酸、堿溶液的體積；二要準確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全反應(yīng)。酸堿指示劑可在中和反應(yīng)終點時出現(xiàn)顏色變化，因此終點判斷須選擇合適指示劑。 酸堿恰好完全中和的時刻叫滴定終點，為準確判斷滴定終點，須選用變色明顯，變色范圍的pH與恰好中和時的pH吻合的酸堿指示劑。 指示劑的變色范圍越窄越好，pH稍有變化，指示劑就能改變顏色。石蕊溶液由于變色范圍較寬，且在滴定終點時顏色的變化不易觀察，所以在中和滴定中不采用。 酚酞和甲基橙是中和滴定時常用的指示劑，其變色范圍分別是：甲基橙的pH在3.14.4之間，酚酞的pH在8

2、.210.0之間。如用0.1000 mol/L的NaOH溶液去滴定20.00 mL 0.1000 mol/L 的鹽酸溶液，理論上應(yīng)用去NaOH溶液20.00 mL，這時溶液的pH7。但如果用酚酞作指示劑，在它所指示的滴定終點時，pH7，而是在8.210.0之間。實際計算表明，當?shù)味ǖ浇K點時，溶液的pH并不一定等于7，而是存在誤差的。這是由指示劑的變色范圍所導致的，所造成的誤差是在許可范圍之內(nèi)，可以忽略不計。 溶液顏色的變化由淺到深容易觀察，而由深變淺不易觀察。強酸強堿之間的互滴，盡管甲基橙或酚酞都可以選用。但為了減小誤差，應(yīng)選擇在滴定終點時使溶液顏色由淺變深的指示劑。如強酸滴定強堿時

3、，甲基橙加在堿里，達到滴定終點時，溶液顏色由黃色變橙色，易于觀察，故選擇甲基橙。用強堿滴定強酸時，酚酞加在酸中，達到滴定終點時，溶液顏色由無色變淺紅色，易于觀察，故選擇酚酞。 若酸與堿中有一方是弱的，則要根據(jù)中和后所得的鹽溶液的pH來確定選擇哪一種指示劑。一般說來：強酸中和弱堿時，選擇甲基橙（變色范圍pH在3.14.4之間，生成的強酸弱堿鹽顯酸性）；強堿中和弱酸時，選擇酚酞（變色范圍pH在8.210.0之間，生成的強堿弱酸鹽顯堿性）。 一、選擇指示劑 【例題1】已知常溫、常壓下，飽和CO2的水溶液的pH3.9，則可推斷用標準鹽酸溶液滴定碳酸氫鈉水溶液時，適宜選擇的

4、指示劑及滴定終點時顏色變化的情況是（    ）。A. 石蕊，由藍變紅      B. 甲基橙，由橙變黃C. 酚酞，紅色褪去      D. 甲基橙，由黃變橙 解析：標準鹽酸溶液滴定碳酸氫鈉水溶液時，發(fā)生的反應(yīng)是：NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2+ H2O，滴定終點時pH3.9，因此滴定終點時溶液顯酸性，指示劑選用甲基橙（3.14.4），滴定終點時溶液pH降低到3.9，顏色由黃變橙。答案：D 【例題2】（08年全國理綜）實驗室現(xiàn)有

5、3種酸堿指示劑，其pH變色范圍如下：          甲基橙：3.14.4     石蕊：5.08.0    酚酞：8.210.0用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時，下列敘述中正確的是A. 溶液呈中性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑B. 溶液呈中性，只能選用石蕊作指示劑C. 溶液呈堿性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑D. 溶液呈堿性，只能選用酚酞作指示劑 解析：0.1000 mo

6、l/L NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時，生成CH3COONa是強堿弱酸鹽，因發(fā)生水解而使溶液顯堿性，故選擇酚酞作指示劑誤差最小。若選用甲基橙，在甲基橙的變色范圍內(nèi)，NaOH的量不足，導致測定出的CH3COOH濃度偏小。石蕊變色范圍太寬，誤差大，且顏色變化不明顯，不能作酸堿中和反應(yīng)的指示劑。因此，應(yīng)選用酚酞作指示劑。 答案：D 點撥：酸中中和滴定的要點是準確判斷滴定終點，關(guān)鍵是根據(jù)滴定過程中的pH變化及酸堿指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化，選擇合適的指示劑。在實驗室里一般選用酚酞或甲基橙作指示劑，石蕊由于顏色變化不明顯，因此滴定時不宜使用。指示

7、劑的變色范圍與酸堿中和后的溶液的pH越接近越好，且變色要明顯，通常情況下，酸滴定堿，選擇甲基橙；堿滴定酸選擇酚酞。如果酸堿有一方是弱的，酸堿恰好中和時，所得溶液不一定顯中性，則應(yīng)根據(jù)中和所得鹽溶液的pH來確定選用上述哪種指示劑，若恰好中和時溶液顯酸性，應(yīng)選擇在酸性范圍內(nèi)變色的指示劑甲基橙，若恰好中和時溶液顯堿性，應(yīng)選擇在堿性范圍內(nèi)變色的指示劑酚酞。 二、描述滴定終點 【例題3】下列各項錯誤的酸堿中和滴定實驗中，屬于終點現(xiàn)象判斷不正確的是  錐形瓶滴定管指示劑滴定管類型滴定終點標志ANaOH溶液鹽酸酚酞酸式滴定管紅色變成無色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化B鹽酸N

8、aOH溶液甲基橙酸式滴定管紅色變成橙色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化C鹽酸氨水甲基橙酸式滴定管紅色變成橙色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化DNaOH溶液醋酸溶液紫色石蕊堿式滴定管藍色變成紫色色，半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化 解析：A項，滴定終點的標志是紅色剛好變成無色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色無變化。因為如果滴加鹽酸過量，溶液仍然是無色，因此A項屬于終點現(xiàn)象描述錯誤；B項、C項應(yīng)用堿式滴定管，屬于儀器選擇錯誤；D項，指示劑、滴定管選擇度錯誤。 答案：A 三、選擇指示劑測定樣品中一種成分 【例題4】用酸堿中和滴定法測定氫氧化鈉的混合液中氫氧化鈉的含量時，可先在混合液中加入過量的氯化

9、鋇，使CO32全部轉(zhuǎn)變成碳酸鋇沉淀，然后，用標準鹽酸滴定。（1）用酚酞作指示劑，向混有碳酸鋇的氫氧化鈉混合物中滴加鹽酸，不會使碳酸鋇沉淀溶解而能測定氫氧化鈉的含量，理由是_。 （2）若改用甲基橙作指示劑，則對測定結(jié)果的影響是_（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。 解析：在碳酸鋇和氫氧化鈉的混合物中，滴加鹽酸，氫氧化鈉與先鹽酸反應(yīng)。用酚酞指示滴加鹽酸到弱堿性，而碳酸鋇無法與鹽酸反應(yīng)，用甲基橙指示滴加鹽酸到酸性，碳酸鋇將與鹽酸反應(yīng)。 答案：（1）酚酞在弱堿性條件下變色（pH：8.210.0），所以用酚酞作指示劑，滴加鹽酸到弱堿性，鹽酸只與氫氧化鈉反應(yīng)，不與碳酸鋇反應(yīng)

10、。   （2）偏高 【例題5】用中和滴定的方法測定NaOH和Na2CO3混合溶液中NaOH的含量時，可先在混合液中滴加過量的BaCl2溶液，使Na2CO3完全變成BaCO3沉淀，然后用標準鹽酸滴定（用酚酞作指示劑）。 （1）向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入鹽酸，_（填“會”或“不會”）使BaCO3溶解而影響測定NaOH的海量，理由是_。 （2）滴定終點時溶液的顏色由_變?yōu)開。 （3）滴定時，若滴定管中的滴定液一直下降到活塞處才達到滴定終點，_（填“能”或“不能”）由此得出準確的滴定結(jié)果。 （4）_（填“能”或“不能”

11、）改用甲基橙作指示劑。若使用甲基橙作指示劑，則測定結(jié)果_（填“偏高”、“偏低”或“正確”）。 答案：（1）不會  當酚酞剛變色時，鹽酸只與氫氧化鈉作用，不與碳酸鋇反應(yīng)  （2）淺紅色  無色（3）不能  （4）不能  偏高  【例題3】取體積均為25 mL濃度均為0.10 mol/L的兩份 NaOH溶液，把其中一份放在空氣中，一段時間后溶液的pH_（填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是_。 用已知濃度的硫酸溶液中和上述兩份溶液，若中和第一份（在空氣中放置一段時間）所消耗硫酸溶液的體積為VA，另一份消耗硫酸溶液

12、的體積為VB，則： （1）以甲基橙為指示劑時，VA與VB的關(guān)系是_。 （2）以酚酞為指示劑時，VA與VB的關(guān)系是_。 解析：NaOH溶液置于空氣中，因NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)，使NaOH的濃度減小，因此溶液的pH減小。用硫酸滴定Na2CO3溶液，反應(yīng)分兩個階段進行：H+ + CO32 HCO3（此時溶液顯弱堿性）；H+ + HCO3 H2O + CO2（此時溶液顯弱酸性）。滴定過程按哪種反應(yīng)進行，取決于選擇的指示劑。因此（1）以甲基橙為指示劑時，因其變色范圍pH在3.14.4之間，由2NaOH Na2CO3 CO2 H2SO4可知，消耗的H2SO4的量不變，因

13、此有VAVB；（2）以酚酞為指示劑時，酚酞的變色范圍pH在8.210.0之間，滴定按進行，消耗的硫酸的量減少，因此有VAVB。答案：pH減小   原因見解析    （1）VAVB  （2）VAVB【例題4】雙指示劑法可用來測定由NaOH、NaHCO3、Na2CO3中的一種或幾種物質(zhì)組成的混合物的含量，具體做法是：向待測液中加入酚酞，用鹽酸標準溶液滴定，當紅色退去時，NaOH完全被中和，且Na2CO3完全轉(zhuǎn)化為NaHCO3，這時消耗V1 mL鹽酸，然后再向待液中加入甲基橙，再繼續(xù)滴加鹽酸標準溶液，當溶液由黃變橙時，NaHCO3被轉(zhuǎn)化為N

14、aCl，這時消耗V2 mL鹽酸。 （1）       判斷物質(zhì)的組成，用NaOH、NaHCO3、Na2CO3填寫下表的空格： V1、V2的變化V10V20V10V20V1V20V1V20V2V10式 樣成 分      （2）若鹽酸濃度為0.5 mol/L，含惰性雜質(zhì)的混合物重1.20 g，V1為30.00 mL   ，V2為5.00 mL，求各成分的質(zhì)量分數(shù)。 解析：（1）用酚酞作指示劑時，發(fā)生下面兩個反應(yīng)： Na

15、2CO3 +HCl NaHCO3 + NaCl；NaOH + HCl NaCl + H2O  用甲基橙作指示劑時反應(yīng)為：NaHCO3 +HCl NaCl + H2O + CO2   此外溶液中NaOH和NaHCO3不能共存，因為還要發(fā)生如下反應(yīng)： NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O，原混合物可分為以下五種情況來討論： 若只含NaOH，則V10，V20； 若只含NaHCO3，則V10，V20； 若只含Na2CO3，則V1V20； 若含NaOH和Na2CO3，則V1V20； 若含Na2CO3

16、和NaHCO3，則V2V10。由此可知，題中各情況下式樣的成分為：NaOH；NaHCO3；Na2CO3；含NaOH和Na2CO3；含Na2CO3和NaHCO3。 （2）由于V1V20，故該試樣是由NaOH和Na2CO3以及惰性雜質(zhì)組成。設(shè)NaOH含量為xNa2CO3 HCl NaHCO3 HCl   1        1         1        1

17、          5 mL               5 mL NaOH                HCl   1       &#

18、160;             1  x            (305)×103×0.5 mol解得x 0.0125 mol，故m(NaOH) 0.0125×40 g 0.5 g n(Na2CO3) n(HCl) 5×103×0.5 mol 0.0025 molm(Na2CO3) 0.0025 mol×106 g/mol 0.265 gw(Na