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走进奇妙的化学世界
选择性必修1
第三章 水溶液中的离子
反应与平衡
第二节 水的电离
溶液的酸碱性
第4课时 酸碱中和滴定
生活中常见物质的pH
【思考】pH的测定和调控对生产生活有着重要意义,在实验室是如何实现pH的调控呢?
学习
目标
第4课时
酸碱中和滴定
PART
01
PART
02
了解酸碱中和滴定的原理和指示剂的选择方法
知道酸碱中和滴定的主要仪器及其用途
掌握酸碱中和滴定的实验操作并会进行数据处理和误差分析
PART
02
一. 酸碱中和滴定的基础知识
1.概念:依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸) 的方法,叫做酸碱中和滴定。
标准液
待测液
2、原理:
H++OH-=H2O
c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱
用0.1000mol/L的HCl溶液滴定20.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完成时,用去HCl溶液28.00mL。通过中和滴定测得NaOH溶液的物质的量浓度是多少?
0.1400mol/L
把上题中HCl改成H2SO4,则NaOH的物质的量浓度为多少?
C标V标
V测
=
C测
实验:现在我们用0.1032mol/L的盐酸标准溶液测定未知浓度的NaOH溶液。该怎么做?
c(HCl)·V[HCl(aq)]
V[NaOH(aq)]
=
c(NaOH )
【问题1】需测得哪些数据能计算出c(NaOH)?
已知0.1032 mol/L
量取一定体积
待测定
【问题2】你认为中和滴定实验要解决的关键问题是什么?
3、实验的关键:
(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积
(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应
4.仪器及使用
.酸碱中和滴定所需的仪器
酸式滴定管(图中右边的仪器)
碱式滴定管(图中左边的仪器)
锥形瓶
铁架台
滴定管夹
V初
V末
V = V末-V初
V = V末-V初
= 18.50 mL-2.50 mL
= 16.00 mL
(1)认识滴定管
标注温度、量程
“0”刻度线在上
玻璃塞
带玻璃球的橡胶管
① 读数精确度:0.01mL
② 酸式滴定管盛:酸性和强氧化性试剂
碱式滴定管盛:碱性试剂
③最下面有一段无刻度。
全部盛满溶液时,体积大于所标容积
1、量取25.00mL,KMnO4溶液可选用仪器( )
A.50mL量筒, B.100mL量筒
C.50mL酸式滴定管 D.50mL碱式滴定管
C
2.某同学在实验报告中有以下实验数据,其中数据合理的是
A.用托盘天平称取11.70 g食盐
B.用量筒量取5.26 mL盐酸
C.用广范pH试纸测得溶液的pH是3.5
D.用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸用去23.10 mL溶液
D
3、50ml的滴定管盛有溶液,液面恰好在20.00处,若把滴定管中溶液全部排出,则体积( )
A、 等于30 B、等于20 C、大于30 D、小于30
C
0刻度处
50ml刻
度处
4.某学生用碱式滴定管量取0.1 mol/L的NaOH溶液,
开始时仰视液面读数为1.00 mL,取出部分溶液后,
俯视液面,读数为11.00 mL,该同学在操作中实际
取出的液体体积为( )
A.大于10.00 mL B.小于10.00 mL
C.等于10.00 mL D.等于11.00 mL
A
20.000刻度处
(2)滴定管的使用方法:
①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
②润洗仪器:滴定管在加入反应液之前,先用蒸馏水洗涤干净,再用所要盛装的溶液润洗2~3遍。
③加入反应液:分别将反应液加入相应滴定管中,使液面位于滴定管“0”刻度线以上2~3mL处。
④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面处于“0”刻度或以下某刻度,读数并记录。
查漏
洗涤
装液
赶气泡
(3)指示剂的选择原则:
③酸碱指示剂:一般是有机弱酸或有机弱碱
①滴定终点时颜色变化要明显,指示剂变色范围要窄(不用石蕊)
②指示剂变色范围尽量接近终点时溶液的pH。
浅红色
无色
红色
——— 8.2 ——— 10.0 ———
——— 3.1 ——— 4.4 ———
甲基橙
酚 酞
红色 橙色
黄色
【问题3】 如何判断中和反应什么时候“恰好”反应完全(即判断滴定终点)?
① 强酸——强碱:
② 强酸滴定弱碱:
③ 强碱滴定弱酸:
选酚酞或甲基橙都可以
滴定终点为酸性,选甲基橙
滴定终点为碱性,选酚酞
【困惑】强酸与强碱“恰好”反应时,所得溶液的pH=7,用酚酞作指示剂时,实际滴定终点的pH=8.2,为什么可以将滴定终点当成“恰好”反应的点?
滴定终点的确定
原理:由曲线可以看出,在酸、碱中和滴定过程中,溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程,在此范围内,滴加很少的酸(或碱),溶液的pH就有很大的变化,能使指示剂的颜色变化明显,所以即使酚酞、甲基橙的变色不在恰好中和的pH=7的点上,但体积差距很小,可以忽略不计。
甲基橙
酚 酞
“pH 突变”
当接近滴定终点时,极少量的碱和酸就会引起 pH 突变。
⑷滴定终点的判断:
当滴入最后一滴××标准溶液后,溶液由××色变成××色,且半分钟内不变色,说明达到滴定终点。
酚 酞 甲基橙
强碱滴定强酸
强酸滴定强碱
红色→无色
橙色→黄色
无色→浅红色
黄色→橙色
说明:解答此类题目注意三个关键点:
(1)最后一滴:必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
(2)颜色变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后,溶液“颜色的变化”。
(3)半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不褪色”。
二. 酸碱中和滴定的操作
⑴滴定前准备:
①检查:先检查酸、碱滴定管是否漏水。
②润洗:先用水将滴定管洗涤干净,再分别用待装液
润洗2~3次。
③装液:将酸、碱分别装入滴定管,使液面位于0刻度
以上2~3 mL处。
④调液:调节活塞或玻璃球,赶气泡,使液面处于0刻
度或0刻度以下。
⑤放液:从碱式滴定管中放出20mL的NaOH溶液于锥
形瓶中,并滴2~3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。
用0.1200mol/L盐酸标准液测定未知浓度NaOH溶液。
锥形瓶用水洗干净即可,不能用待测液润洗
滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。利用锥形瓶内壁承接尖嘴处悬挂的半滴溶液。
终点判断:当滴入最后一滴标准液时,刚好使锥形瓶中的溶液变色,且在半分钟内不变色,即到滴定终点。读数并记录。
⑵滴定:
左手
右手
视线与凹液
面水平相切
滴加速度先快后慢
眼睛注视瓶内颜色变化
半分钟颜色不变
滴定管保持垂直
盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点的判断:
①若用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴盐酸时,溶液的颜色由 ,说明达到滴定终点。
②若用甲基橙作指示剂,当滴入最后一滴盐酸时,溶液的颜色由 ,说明达到滴定终点。
红色突变为无色,且半分钟内不变色
黄色变为橙色,且半分钟内不变色
特别提醒:1.中和滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,但不一定是酸碱恰好中和的点。通常有一定误差(允许误差)。
(3)实验数据的处理重复实验2~3次,取消耗标准液体积的平均值,根据c(NaOH)= ,计算出待测NaOH溶液的浓度。
滴定前
滴定后
V(盐酸)=26.10mL
c(盐酸)=0.1200mol/L
V(NaOH)=20.00mL
三、中和滴定曲线
向20.00mL 0.10mol/L HCl中滴加0.10mol/L NaOH溶液过程中,溶液的pH变化如下,你发现了什么现象与规律?
问题1:滴定终点消耗碱多少 PH等于多少
问题2:滴定终点时多一滴和少一滴溶液的PH发生怎样改变
0.04 mL约1滴
pH=10
pH=3.9
在NaOH体积为20mL时pH出现突变
强碱滴定强酸
反应终点
加入NaOH(ml)
突变范围
pH
酸碱指示剂的颜色在此pH值突跃范围发生明显的改变,则就能以较小的误差指示出滴定终点的到达。
颜色突变范围
指示剂选择
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
7
酚 酞
8
10
颜色突变范围
7
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
甲基橙
3.1
4.4
指示剂选择
四、滴定的误差分析:
C(待)=
C(标)×V(标)
V(待)
C(标)、 V(测)是已知的数据,因此C(测)的大小只由V(标) ——“读数”决定,只要直接或者间接的能引起“读数”的变化,则C(测)也随着变化,且二者的变化是成正比例变化。
已知
已知
读数
决定误差原因:
⑴、参加反应的酸或碱溶液的体积测量不准确
⑵、中和反应终点判断不准确
结论:
c(待)与V(标)成正比;
V(标)偏大,结果偏大;
V(标)偏小,结果偏小
操作方法 误差分析
1.放标准液的滴定管未用标准液润洗
2.盛放待测液的锥形瓶使用前用待测液润洗
3.滴定前滴定管尖嘴有气泡,完毕气泡消失
4.滴定前仰视读数,滴定毕正确读数
5.滴定前正确读数,滴定毕俯视读数
6.滴定中,滴定管漏液
7.锥形瓶摇动时部分碱液溅出
8.滴定中向锥形瓶加入蒸馏水
V标偏大
c待偏高
V标偏大
c待偏高
V标偏大
c待偏高
V标偏小
c待偏低
c待偏低
V标偏小
V标偏大
c待偏高
V标偏小
c待偏低
c待无影响
V标不变
c(标)·V(标)
V(待)
=
c(待 )
所有的误差都体现到V标上来分析!
俯视图
仰视图
滴定管的俯视和仰视
正确视线
仰视视线
正确读数
仰视读数
读数偏大
正确视线
俯视视线
正确读数
俯视读数
读数偏小
0
先偏大
后偏小
先偏小
后偏大
课堂小结
酸
碱
中
和
滴
定
定义
已知物质的量的浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)
原理
c酸v酸=c碱v碱 (一元酸和一元碱)
仪器及试剂
酸、碱式滴定管等
标准液、待测液、 酸碱指示剂
步骤
查漏
洗涤、润洗
装液、调液和取液(记下读数)
滴定操作
记录(记下读数)并计算
误差分析
c酸v酸=c碱v碱 (一元酸和一元碱)
(2)滴定阶段:
(3)数据处理阶段:
(1)准备阶段:
①检查是否漏水
②水洗、润洗
③装液、赶气泡、调液面
④记录初读数V1
⑩计算待测液浓度
⑨记录末读数V2
⑧滴加标准液直至颜色发生变化,且半分钟不变
⑥取待测液V(待)
⑦加指示剂
⑤水洗
滴定管:
锥形瓶:
小结:中和滴定步骤
c(标)·V(标)
V(aq)
=
c(待 )
无润洗!
有时你会抱怨:何时才能到滴定终点?
有时你会迫不及待,怎么颜色还不改变?
但只要你专注用心做好每一步,
未来和终点就会在你的指尖实现!