质子酸碱平衡2课件PPT课件

2)用两种或更多种指示剂混合配成
混合指示剂： 甲基红+溴甲酚绿
4.4-6.2
3.8-5.4
5.0------5.1-------5.2
暗红 灰
绿
用于Na2CO3标定HCl时指示终点
由于颜色互补使变色间隔变窄, 变色敏锐.
9.6.2 滴定分析法概述
滴定分析法
滴定分析法(titrimetric analysis)： 用已知浓度的标准溶液，滴定一 定体积的待测溶液，直到化学反 应按计量关系作用完为止，然后 根据标准溶液的体积和浓度计算 待测物质的含量，这种靠滴定的 方法，来实现待测物含量的分析， 称为滴定分析法,该过程称为滴定。
CaCO3+2HCl(过量) HCl(剩余) + NaOH
CaCl2+CO2 +H2O NaCl + H2O
Zn2+
NaOH
返滴定: Al+EDTA(过量)、 CaCO3+HCl(过量)
3. 置换滴定法 对于那些不按一定反应式进行或伴有副反
应的反应，不能直接滴定被测物质，可先加 入适当试剂与被测物质起作用，置换出一定 量的另一生成物，再用标准溶液滴定此生成 物，这种滴定方式称为置换滴定法。
解 m(K2Cr2O7)=n·M=c·V·M =0.01000×0.2500×294.2=0.7354(g)
通常仅需要溶液浓度为0.01 mol·L-1左右, 做法是:
准确称量0.74g(±10%) K2Cr2O7基准物质, 于 容量瓶中定容, 再计算出其准确浓度：
c(K 2C r2O 7)M (K 2C m r2 (O K 7 2)C V r2 (O K 72 )C r2O 7)
2). 滴定程序 一般情况下，指示剂的颜色由浅入深变化易于
观察。 故酸滴定碱时，一般用甲基橙或甲基红为指示
剂，颜色由黄色变为橙红色；碱滴定酸时，一般 以酸酞为指示剂，终点颜色由无色变为红色。
3). 温度: 温度影响pKa , 影响变色间隔, 一般应室温滴定
4).盐类: 离子强度影响pKa
常用单一酸碱指示剂 (要记住)
1.0
x
甲基橙的x-pH图
红 3.1 橙4.4
黄
0.91
0.8 0.66
0.5
0.34 0.2
0.09
0.0
0

2
4
6
8
pH
pKa=3.4, pT=4.0(滴定指数)
3.影响指示剂变色范围的因素
1). 指示剂用量:宜少不宜多, 看清颜色即可 用量过多，会使终点变色迟钝，且指示剂本身也会 多消耗滴定剂; 用量太少，颜色变化不明显。 因此，在不影响变色敏锐的前提下，尽量少用指示 剂。一般分析中2~4滴。
• Ca2+ + C2O42-
CaC2O4
• CaC2O4 + H2SO4
CaSO4 + H2C2O4
• 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 10CO2 +2MnSO4+K2SO4 + 8H2O
间接滴定：Ca2+
CaC2O4(s)
KMnO4 H2C2O4
2. 标准溶液和基准物质
标准滴定溶液：已知其准确浓度的（一般要求 有4位有效数字），用于滴定分析的溶液。
实验室常用试剂分类
级别 1级 2级 3级 生化试剂
中文名 优级纯 分析纯 化学纯
英文标志 GR AR CP
BR
标签颜色 绿 红 蓝 咖啡色
3. 滴定分析计算
分析化学中常用的量和单位 物质的量 n (mol、 mmol) 摩尔质量M(g·mol-1) 物质的量浓度c(mol·L-1) 质量m(g、mg)， 体积V(L、mL)
质量分数w(%),质量浓度 (g·mL-1 、mg·mL-
1) 相对分子量Mr、相对原子量Ar
A. 标准溶液的配制
1:稀释后标定(NaOH、HCl)
n1=n2 c1·V1= c2·V2 2: 用基准物质直接配制(K2Cr2O7)
准确称量并配成准确体积。
nA

mA MA
cA

nA VA
例1 配0.01000 mol·L-1 K2Cr2O7标准 溶液250.0mL,求m=?
HIn H+ + In-
平衡时可得：
KHIn[H[H][II]nn]
可改写为：
K HHInH InIn
对一定指示剂在一定温度下Khin是一个常数。因 此，在一定的pH条件下，溶液有一定的颜色， 当pH改变时，溶液的颜色就相应地发生改变。
当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上 时，我们肉眼只能看到浓度较大的那种颜色。
• 如图右为酸滴定碱的示意简图
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3
滴定管
化学计量点(sp)
滴定剂
Stoichiometric point
滴定终点(ep)
End point
被滴定溶液 终点误差(Et )
基本概念及术语
1.滴定终点(end point of the titration): 滴定分析中， 常加入一种指示剂，通过指示剂颜色的变化 作为化学等当点到达的指示信号，停止滴定， 这一点称为滴定终点。
2.化学计量点(stoichiometric point)：当滴入的标 准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量 恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系 时，称之反应到达了化学计量点。
3.滴定误差 (end point error)
滴定终点与化学计量点不一致，由此所造 成的误差。
4.指示剂(indicator)
若
In HIn
≥10时，pH=pKHIn＋1 ，显In-颜色
若
In HIn
≤1/10时， pH=pKHIn-1 ，显HIn颜色
指示剂的变色范围为： pH=pKHIn±1
综上所述，可得出如下几点：
1.各种指示剂的变色范围随指示剂常数KHIn 的不同而异。
2.各种指示剂在变色范围内显示出逐渐变化 的过渡颜色。
主要用于测定氧化、还原性物质，以及 能与氧化还原性物质发生反应的物质的含量。
(四)沉淀滴定法（precipitation titration） 沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定
分析法 。
例： 用AgNO3标准溶液测定Cl-的含量 Ag+ + Cl- → AgCl ↓（白色） 常用的是银量法。
二、滴定方式
根据滴定方式的不同滴定分析分为：
1.直接滴定法 2.返滴定法 3.置换滴定法 4.间接滴定法
1. 直接滴定法 凡是能满足上述（3条件）要求的反应， 都可以用标准溶液直接滴定待测物质， 即直接滴定法。
例如，用HCl标准溶液测定NaOH含量， 用EDTA标准溶液测定Mg2+含量都属于 直接滴定法。
2. 返滴定法
例： 用EDTA标准溶液测定Ca2+的含量 Y4- + Ca2+ → CaY2-
主要用于测定金属离子的含量。
(三)氧化还原滴定法（redox titration） 氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础
的滴定分析法。
例 ： 用 KMnO4 标 准 溶 液 测 定 Fe2+ 含 量 。 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
3.由实验测得的各种指示剂变色范围的pH 幅度一般在1~2个pH单位。 4.指示剂的变色范围越窄越好。
甲基橙 Methyl Orange (MO) (CH3)2N— —N=N— —SO3-
+ (CH3)2N=
OH- H+ pKa=3.4
H =N—N— —SO3-
红3.1-----4.0(橙)------4.4黄
MO
3.1 4.4
MR
4.0 pT 4.4 6.2
5.0 pT=pKa 8.0 9.6
PP
9.0
百里酚酞: 无色 9.4-----10.0(浅蓝)------10.6蓝
4．混合指示剂
能缩小指示剂的变色范围，使颜色变化更明显
配制方法 :
1)在某种指示剂中加入一种惰性染料 ,只作 为背景色
由甲基橙和靛蓝组成的混合指示剂，靛蓝在滴定过程中不 变色，只作为甲基橙的蓝色背景。
标准溶液的浓度通过基准物来确定。
1. 直接配制：K2Cr2O7、KBrO3 2. 标定法配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-
基准物质
1. 定义：已确定其一种或几种特性，用于校 准测量工具、评价测量方法或测定材料特性 量值的物质。
基准物应具备的条件： (1)必须具有足够的纯度； (2)组成与化学式完全相同； (3)稳定； (4)具有较大的摩尔质量，为什么？
(1) 必须具备有足够的纯度
一般使用基准试剂或优级纯；
(2)物质的组成应与化学式完全相等
应避免：（1）结晶水丢失； （2）吸湿性物质潮解；
(3)稳定——见光不分解，不氧化
重铬酸钾可直接配制其标准溶液。
间接配制（步骤）：
(1) 配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。 (2)标定 用基准物或另一种已知浓度的标 准溶液来滴定。 (3)确定浓度 由基准物质量（或体积、浓度） ，计算确定之。
为了能比较准确地掌握化学计量点的 达到，在实际滴定操作时，常在被测物质的 溶液中加入一种辅助剂，借助于它的颜色变 化作为化学计量点到达的信号，这种辅助试 剂称为指示剂。
滴定分析法的特点：
1）用于常量组分的测定 2）仪器简单、操作简便 3）快速准确 4）应用广泛