酸碱中和滴定实验误差分析
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1.用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。
2.酸碱中和反应的实质:H++OH-=H2O
公式:a. n(H+)=n(OH-) b. C(H+)V(H+)=C(OH-)V(OH-)
3.中和滴定过程中,容易产生误差的6个方面是:
①洗涤仪器(滴定管、移液管、锥形瓶);
②气泡;
③体积读数(仰视、俯视):俯视刻度线,实际加水量未到刻度线,使溶液的物质的量浓度增大;
仰视刻度线,实际加水量超过刻度线,使溶液的物质的量浓度减小;
④指示剂选择不当;
⑤杂质的影响;
⑥操作(如用力过猛引起待测液外溅等)。
具体分析如下:
(1)滴定前,在用蒸馏水洗涤滴定管后,未用标准液润洗。(偏高)
(2)滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失。(偏高)
(3)滴定前,用待测液润洗锥形瓶。(偏高)
(4)取待测液时,移液管用蒸馏水洗涤后,未用待测液润洗。(偏低)
(5)取液时,移液管尖端的残留液吹入锥形瓶中。(偏高)
(6)读取标准液的刻度时,滴定前平视,滴定后俯视。(偏低)
(7)若用甲基橙作指示剂,最后一滴盐酸滴入使溶液由橙色变为红色。(偏高)
(8)滴定过程中,锥形瓶振荡太剧烈,有少量溶液溅出。(偏低)
(9)滴定后,滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中。(偏高)
(10)滴定前仰视读数,滴定后平视刻度读数。(偏低)
(11)滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水。(无影响)
(12)滴定过程中,滴定管漏液。(偏高)
(13)滴定临近终点时,用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中。(操作正确,无影响)
(14)过早估计滴定终点。(偏低)
(15)过晚估计滴定终点。(偏高)
(16)一滴标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下。(偏高)
(以上所指偏高偏低抑或无影响是指待测酸碱浓度)
分析技巧:1.分析不当操作对公式中四个变量其中一个或多个的大小影响,
2.根据公式,分析对V标准液的影响,V标准液比理论偏大,则待测液浓度测量值比实际值偏大,反之亦然。故而V标准液是我们考察的重点。
3.对于(11),分析向已经准确量取好的待测液中滴加入水,虽然改变了待测液浓度和体积,但并不影响n待测液,所以V标准液不变化,对测量结果无影响。
3、误差分析
根据待测液浓度的计算公式:c(测)=c?标·?V?标V?测进行分析,可见c(测)与V(标)成正比,凡是使V(标)的读数偏大的操作都会使c(测)偏大;反之,c(测)偏小。
(1)标准液配制引起的误差
①称取5.2克氢氧化钠配制标准液时,物码倒置。(偏高) 第 2 页 共 5 页 ②配制标准液时,烧杯及玻璃棒未洗涤。(偏高)
③配制标准液时,定容俯视。(偏低)
④配制标准液时,定容仰视。(偏高)
⑤配制标准NaOH滴定盐酸时,NaOH中如混有碳酸钠。(偏高)
⑥配制标准NaOH滴定盐酸时,NaOH中如混有碳酸氢钠。(偏高)
⑦配制标准NaOH滴定盐酸时,NaOH中如混有KOH。(偏高)
⑧滴定管水洗后,未用标准液洗涤。(偏高)
(2)标准液操作引起的误差。
①滴定前读数仰视,滴定后读数俯视。(偏低)
②滴定结束,滴定管尖嘴处有一滴未滴下。(偏高)
③滴定前有气泡未赶出,后来消失。(偏高)
(3)待测液操作引起的误差。
①锥形瓶水洗后,用待测液润洗过再装待测液。(偏高)
②锥形瓶有少量水,直接放入待测液。(无影响)
③摇动锥形瓶时,溅出部分溶液。(偏低)
酸碱中和滴定——专题训练
[例1]某学生做中和滴定实验的过程如下:(a)取一支碱式滴定管,(b)用蒸馏水洗净,(c)加入待测的NaOH溶液,(d)记录液面刻度读数,(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液,(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中,(g)加入适量蒸馏水,(h)加入酚酞试液2滴,(i)滴定时,边滴边摇荡,(j)边注视滴定管内液面的变化,(k)当小心地滴到溶液由无色变成粉红色时,即停止滴定。(l)记录液面刻度读数。(m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22 mL。指出上述实验过程中的错误之处(用编号表示) 。
[例2]用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作为指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是( )
A. 配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质
B. 滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
D. 滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
[例3]用NaOH滴定pH相同、体积相同的H2SO4、HCl、CH3COOH三种溶液,恰好中和时,所用相同浓度NaOH溶液的体积依次为V1、V2、V3,则这三者的关系是( )
(A)V1>V2>V3 (B)V1<V2<V3 (C)V1=V2>V3 (D)V1=V2<V3
[例4]用0.01 mol/L H2SO4滴定0.01mol/L NaOH溶液,中和后加水至100ml,若滴定时终点判断有误差:①多加1滴H2SO4;②少加1滴H2SO4;(设1滴为0.05ml)则①和②[H+]的比值是( )
A. 10 B. 50 C. 5×103 D. 104
[例5]草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液。称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L-1第 3 页 共 5 页 的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 = K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:
(1)实验中不需要的仪器有(填序号) ,还缺少的仪器有(填名称) 。
a.托盘天平(带砝码,镊子) b.滴定管 c.100mL量筒 d.100mL容量瓶 e.烧杯
f.漏斗 g.锥形瓶 h.玻璃棒球 i.药匙 j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在________式滴定管中,因为________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的x值会__________________________(偏大、偏小、无影响)
(4)在滴定过程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为____________mol·L-1,由此可计算x的值是____________。
分析:该题涉及到氧化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类似。由于该反应有明显的颜色变化,故可不用指示剂。
(1)c,f,j;还缺少铁架台(带滴定管夹),胶头滴管(定容时用)
(2)用酸式滴定管,因KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀橡皮管。
(3)无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。
(4) H2C2O4·xH2O ~ H2C2O4 ~ xH2O
巩固练习:
1. 在下列叙述仪器“0”刻度位置正确的是( )
A. 在量筒的上端 B. 在滴定管上端
C. 在托盘天平刻度尺的正中 D. 在托盘天平刻度尺的右边
2. 准确量取25.00ml KMnO4溶液,可选用的仪器是( )
A. 25ml量筒 B. 25ml酸式滴定管
C. 25ml碱式滴定管 D. 有刻度的50ml烧杯
3. 下列实验中,由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是( )
A. 用量筒量取一定体积液体时,俯视读出的读数
B. 用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液测碱液浓度时,酸式滴定管洗净后,没有用标准盐酸润洗,直接装标准盐酸滴定碱液,所测出的碱液的浓度值
C. 测定硫酸铜晶体结晶水含量时,加热温度太高使一部分硫酸铜发生分解,所测出的结晶水的含量
D. 做中和热测定时,在大小烧杯之间没有垫碎泡沫塑料(或纸条)所测出的中和热数值
4. 酸碱中和反应属于放热反应,酸碱中和生成1mol水时所放出的热量称为中和热。放下列浓度均为0.1mol/L的溶液混合时,相关说法中正确的是( )
A. 与NaOH反应时,HCL的中和热小于CH3COOH的中和热
B. 与NaOH反应时,HCL的中和热大于CH3COOH的中和热
C. 与NaOH反应时,H2SO4的中和热大于HCL的中和热
D. 与H2SO4反应时,Ba(OH)2的中和热等于NaOH的中和热的2倍
5. 下列关于等体积、等pH的NaOH和氨溶液的说法正确的是( )
A. 两种溶液中OH-的浓度相同
B. 需要等浓度、等体积的盐酸中和
C. 温度升高10℃,两溶液的pH仍相等
D. 两种溶液中溶质的物质的量浓度相同
6. 下列有关中和滴定的操作:①用标准液润洗滴定管;②往滴定管内注入标准溶液;③检查滴定管是否漏水;④滴定;⑤滴加指示剂于待测液;⑥洗涤。正确的操作顺序是( )
A. ⑥③①②⑤④ B. ⑤①②⑥④③
C. ⑤④③②①⑥ D. ③①②④⑤⑥
7. 某学生用碱式滴定管量取0.1mol·L-1的NaOH溶液,开始时仰视液面读数为1.0mL,取出部分溶液后,