中和滴定恰好反应点的探究
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中和滴定恰好反应点的探究
摘要:酸碱中和反应的实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水,由此可以通过中和滴定来确定未知浓度的酸液或者碱液的浓度,那么可以从哪些方面来准确判断酸碱恰好完全反应了呢?对此问题本文利用手持技术实验分别从温度、电导率、PH三个方面对1mol/L 的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液其恰好完全反应点进行了探究,以此来准确确定未知浓度的盐酸溶液。
关键词:手持技术中和滴定恰好反应
利用温度传感器和电导率传感器的实时检测功能,并借助数据采集器和计算机直接绘制数据曲线,可以便捷、直观地反映中和反应过程中温度和电导率的变化,并利用软件技术找到酸碱中和滴定的终点.通过对滴定终点判定方法的探究,提高学生运用化学基本原理和化学学科思想来思考和解决问题的能力。
[1]
1问题提出
向烧杯中注入25.00ml某浓度的盐酸,开启磁力搅拌器,逐滴入0.10mol/L的氢氧化钠溶液,当消耗20.00ml氢氧化钠溶液时,两者恰好完全反应,求盐酸的浓度是多少?
这是一道有关酸碱滴定的简单计算,学生很容易算出盐酸的浓度为0.08mol/L。
这是因为题目中明确告诉了恰好完全反应时所消耗的未知浓度的盐酸的体积,那么计算的关键就在于如何准确确定未知浓度酸的体积,学生根据已有的知识结合教师的启发诱导总结出可以从以下四个方面来判断中和滴定恰好完全反应点即温度、导电性、PH、
指示剂。
本文利用手持技术实验分别就温度、导电性、PH三个方面对酸碱中和滴定的恰好完全反应点进行了探究。
2实验探究
2.1用温度传感器探究酸碱中和滴定的恰好完全反应点
2.1.1实验仪器
磁力搅拌器滴数传感器温度传感器数据采集器电脑
2.1.2实验药品
1mol/L的氢氧化钠溶液未知浓度的盐酸溶液
2.1.3实验方案
(1)按实验装置图1-1连接好实验装置;
(2)在烧杯中加入15mL未知浓度的盐酸;
(3)在滴定针筒中加入足量的1mol/L的氢氧化钠溶液;
(4)电脑设置采集,开动磁力搅拌器,进行滴定。
图1-1
2.1.4实验数据处理
图1-2
由图1-2可知,温度在酸碱中和滴定过程中呈现先上升后下降的趋势,在图像最高点处对应酸碱中和恰好完全反应的体积和温度,即(12.04,27.49),由此数据结合已知的实验数据可以准确计算出未知酸的浓度为0.80mol/L。
2.2用电导率传感器探究酸碱中和滴定的恰好完全反应点
2.2.1实验仪器
磁力搅拌器滴数传感器电导率传感器数据采集器电脑
2.2.2实验药品
1mol/L的氢氧化钠溶液未知浓度的盐酸溶液
2.2.3实验方案
(1)按实验装置图2-1连接好实验装置;
(2)在烧杯中加入25mL未知浓度的盐酸;
(3)在滴定针筒中加入足量的1mol/L的氢氧化钠溶液;
(4)电脑设置采集,开动磁力搅拌器,进行滴定。
图2-1
2.2.4实验数据处理
图2-2
由图2-2可知,导电率在酸碱中和滴定过程中呈现先下降后上升的趋势,在图像最低点处对应酸碱中和恰好完全反应的体积和导电率,即(20.93,29990),由此数据结合已知的实验数据可以准确计算出未知酸的浓度为0.84mol/L。
2.3用电导率传感器探究酸碱中和滴定的恰好完全反应点
2.3.1实验仪器
磁力搅拌器滴数传感器PH传感器数据采集器电脑
2.3.2实验药品
1mol/L的氢氧化钠溶液未知浓度的盐酸溶液
2.3.3实验方案
(1)按实验装置图3-1连接好实验装置;
(2)在烧杯中加入25mL未知浓度的盐酸;
(3)在滴定针筒中加入足量的1mol/L的氢氧化钠溶液;(4)电脑设置采集,开动磁力搅拌器,进行滴定。
图3-1
2.3.4实验数据处理
图3-2
由图3-2可知,PH在酸碱中和滴定过程中呈现先缓慢上升,在某一滴之后呈现突变,最后趋于平缓。
从图像上可以找到PH恰好或者接近7这一点对应的坐标,即(20.45,6.99),由此数据结合已知的实验数据可以准确计算出未知酸的浓度为0.82mol/L。
3.实验说明
在3组实验中所使用的未知浓度的盐酸浓度是相同的,通过3组实验,由图像分析分别计算出的盐酸的浓度为0.80mol/L、0.84mol/L、0.82mol/L,盐酸浓度的差异主要是实验过程中传感器灵敏度的差异,以及滴定速率的差异造成的。
通过以上三组实验的探究可以巩固酸碱中和反应的原理和实质;探究判定酸碱完全反应点的方法;通过图像形成过程分析,培养学生阅读、分析图像的能力。
参考文献
[1] 李新义,高建伟.手持技术在酸碱中和滴定终点判定中的应
用[J].化学教学,2013,(6):45-47.。