酸碱中和滴定中指示剂的选择
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高中化学酸碱中和滴定的复习总结用物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫酸碱中和滴定。
为进步测定结果的准确性,必须准确测定参加反响的两种溶液的体积,并准确判断中和反响是否恰好进展完全。
详细从以下几个方面进展打破.一、指示剂的选择滴定时选用的指示剂一般有酚酞和甲基橙,石蕊试液由于变色不明显,在滴定时不宜使用。
指示剂的颜色变化要灵敏,变色范围最好接近等当点(化学计量点)。
强酸和强碱中和滴定时,可选用酚酞或甲基橙;强酸和弱碱中和滴定时,可选用甲基橙(生成的盐水解呈酸性,甲基橙的变色范围为3。
1~4.4,落在酸性范围之内);弱酸和强碱中和滴定时,可选用酚酞(生成的盐水解呈碱性,酚酞的变色范围为8~10,落在碱性范围内)。
因为在滴定终点时浅色变成深色更易于观察,因此,碱滴定酸宜用酚酞作指示剂,酸滴定碱宜用甲基橙作指示剂.需要指出的是滴定所用指示剂的用量一般为2滴,不能太多或太少。
因为酸碱指示剂属有机酸或有机碱,指示剂也参和反响,在变色过程中消耗标准溶液。
假设指示剂用量太多,那么消耗掉的标准溶液也有所增多,会导致误差;假设指示剂用量太少,其颜色变化不明显,致使终点提早或延迟,使实验误差增大。
二、仪器的洗涤滴定管:先用水洗净,再用所盛装的溶液润洗2~3次,在使用时要检查是否漏水.移液管:先用水洗净,再用待测液润洗2~3次。
锥形瓶:只能用蒸馏水洗净,不能用待测液润洗。
三、仪器的使用滴定管:使用前检查是否漏水,除去尖嘴部分的气泡,并调整液面至“0”刻度(这样便于计数)。
移液管:放完待测液后,不能把移液管尖端的残留液吹入锥形瓶中,因为在制作移液管时已考虑到在移液管尖端的残留液不包括在应有的体积数之内。
待测液的量取:既可用移液管,也可用滴定管注入锥形瓶内。
标准液的量取:只能用滴定管不能用移液管。
四、中和滴定的操作左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,向同一方向作圆周运动,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
一、一般选择原则强酸滴定碱液:用甲基橙(甲基红更好,但一般不要求)强碱滴定酸液:用酚酞上述原则是基于视角角度,心理学研究证明:当溶液颜色由浅变深时易被观察到,反之则不易察觉,从而造成滴过量,产生误差。
因此一般:①强酸滴定强碱时,应选甲基橙(或甲基红),因为滴定终点时溶液颜色由黄色→橙色;②强碱滴定强酸时,应选酚酞,因为滴定终点时溶液颜色由无色→红色;上面两种情况指示剂也可以互换。
③强酸滴定弱碱时必须选用甲基橙(或甲基红);④强碱滴定弱酸时,必须选用酚酞。
后两点选择原因下面另议。
另外石蕊一般不能作为中和滴定的指示剂,因为其变色不灵敏,且耗酸碱较多,造成较大误差。
二、从滴定准确度上看由于滴定终点即为指示剂的变色点,它与酸碱恰好中和时的PH并不完全一致。
但从测定准确度看:上述一般原则能满足,下面对四种情况从计算角度加以说明。
1.用0.1mol.L_1HCl滴定20ml 0.1mol.L_1左右的NaOH溶液当二者恰好中和时,PH=7,用甲基橙为指示剂,当溶液PH<4.4时,溶液颜色由黄色→橙色,为终点。
这时盐酸已过量,假设过量一滴,约为0.05 ml,此时溶液中[H+]=0.05×10-3×0.1/(20+20)×10-3=1.25×10-4 mol.L_1,PH=3.9,此时的误差0.05/40=0.25%,只有千分之二的误差;所以强酸滴定强碱时,一般应选甲基橙(或甲基红更好)。
2.同理:若用0.1mol.L_1 NaOH滴定20ml 0.1mol.L_1左右的HCl溶液,用酚酞作指示剂,当PH>8时,溶液由无色→红色,为终点。
这时NaOH已过量,假设过量一滴,约为0.05 ml,此时溶液中 [OH-]=0.05×10-3×0.1/(20+20)×10-3=1.25×10-4 mol.L_1,POH=3.9,PH=10.1此时的误差0.05/40=0.25%,亦只有千分之二的误差;所以强碱滴定强酸时,一般应选酚酞。
酸碱中和滴定酸碱指示剂的选择原则
选择酸碱指示剂时应考虑以下原则:
1. 酸碱指示剂的酸碱性质:选择的指示剂应具有与被滴定溶液酸碱性质相反的酸碱性质。
比如,如果被滴定溶液为酸性溶液,可以选择碱性指示剂;如果被滴定溶液为碱性溶液,可以选择酸性指示剂。
2. 酸碱指示剂的颜色变化范围:选择的指示剂应具有适合滴定终点颜色变化的范围。
滴定终点是指滴定过程中酸碱反应达到等量点的位置。
指示剂的颜色变化要能够清晰地显示滴定终点的到来。
3. 酸碱指示剂的灵敏度:选择的指示剂应具有适当的灵敏度,能够迅速、准确地显示滴定终点。
当滴定终点突然出现时,指示剂的颜色应能够明显变化,以便及时停止滴定。
4. 酸碱指示剂的稳定性:选择的指示剂应具有较好的稳定性,以保证其在滴定过程中的活性不受环境因素的影响。
指示剂的稳定性可以通过校准试验来评估。
5. 酸碱指示剂的价格:要考虑指示剂的价格,选择经济实用的指示剂。
需要注意的是,不同的滴定反应需要选择不同的酸碱指示剂。
具体的选择应根据实际情况和滴定反应的要求来定。
中和滴定是利用中和反应原理来测定酸或碱溶液的浓度的方法,在反应过程中,由于溶液的pH发生突变而引起指示剂变色,由此来判断滴定终点。
中和滴定通常使用的指示剂有酚酞和甲基橙,由于酸碱类型(强弱)不同,使用的指示剂具有选择性。
下面通过有关计算来说明酸碱中和滴定中选择指示剂的依据。
一、强酸与强碱中和滴定指示剂的选择强酸与强碱发生中和反应生成的强酸强碱盐不发生水解,因此恰好中和时,其溶液呈中性。
当强酸或强碱过量时,溶液的pH由过量的酸或碱的量所决定。
【例1】在20.00mL0.100mol·L-1的氢氧化钠溶液中,当加入20.00mL0.100mol·L-1盐酸时恰好中和。
当少加一滴或多加一滴(设一滴溶液的体积为0.05 mL)盐酸时,溶液的pH分别为多少?解析:当少加一滴盐酸即加入盐酸19.95mL时,碱过量,溶液呈碱性。
pH= -lgc(H+)= -lg8.0×10-11=10.1当多加一滴盐酸即加入盐酸20.05mL时,酸过量,溶液呈酸性。
pH= -lgc(H+)= -lg1.25×10-4=3.9以上计算说明,当少加一滴盐酸到多加一滴盐酸时,溶液的pH从10.1突变到3.9,而酚酞的pH变色范围为8.2-10.0,甲基橙的pH变色范围为3.1-4.4,溶液的pH突变均会引起指示剂的颜色变化,造成的误差很小。
因此,酚酞和甲基橙都可以作为强酸与强碱中和滴定的指示剂。
二、强酸滴定弱碱指示剂的选择强酸与弱碱发生中和反应,生成的强酸弱碱盐因发生水解而使溶液呈酸性,应选择酸性条件下变色的指示剂。
【例2】在20.00mL0.100mol·L-1的氨水中,当加入20.00mL0.100mol·L-1盐酸恰好中和时,溶液的pH为多少?当多加一滴(设体积为0.05 mL)盐酸时,溶液的pH为多少?(氨水的K b=1.8×10-5)。
解析:当氨水和盐酸恰好中和时,生成NH4Cl,根据NH4+的水解平衡计算溶液的pH。