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酸碱中和滴定


定 量 实 验

酸碱 中和 滴定

[问题1]化学分析方法有那两类?

定 量 实 验

定性分析:知道物质是由那些成分组成 知道物质是由那些成分组成 定量分析:知道物质中各成分的含量 知道物质中各成分的含量 是由碳元素和氧元素组成的(定性分析) CO2是由碳元素和氧元素组成的(定性分析) 每个C

O 分子是由一个C原子和二个O原子构成(定量分析) 每个CO2分子是由一个C原子和二个O原子构成(定量分析)

酸碱中和滴定就是一类精确度高的定量分析

[问题2]酸和碱反应的实质是什么?

一、酸碱中和滴定原理 1.反应原理:H++OH- =H2O

反应原理 计算原理

定 量 [问题3]什么是酸碱中和滴定? 实 验
2.概念: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 法叫酸碱中和滴定。

[问题4]酸碱中和滴定应用了什么计算原理?

定 量 实 验

[课堂练习] 用0.1100mol/L的HCl溶液滴 定23.00mL未知浓度的NaOH溶液, 滴定恰 好完成时,用去HCl溶液29.00mL。通过中 和滴定测得NaOH溶液的物质的量浓度是多 少?

解: HCl + NaOH = NaCl+H2O 1mol 1mol c(HCl)?V[HCl(aq)] c(NaOH)?V[NaOH(aq)]

定 量 实 验

c(NaOH)=

c( HCl ) ? V [ HCl (aq )] × 1mol V [ NaOH ( aq)] × 1mol

0.1100mol / L × 0.02900 L = 0.02300 L

=0.1400mol/L

[思考]把上题中HCl改成H2SO4,则NaOH的物 质的量浓度为多少?

解:

H2SO4 1mol

+

2NaOH=Na2SO4+2H2O 2mol

定 量 实 验

c(H2SO4)?V[H2SO4(aq)] c(NaOH)?V[NaOH(aq)]
c( H 2 SO 4) ? V [ H 2 SO 4(aq)] × 2mol V [ NaOH (aq)] × 1mol
0.1100 mol / L × 0.02900 L × 2mol 0.02300 L × 1mol

c(NaOH)=

=

=0.2800mol/L

3.计算原理: 3.计算原理: 计算原理

定 量 实 验

在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量 浓度的酸(或碱)溶液跟未知浓度的碱(或 酸)溶液完全中和,测出二者的体积,再根 据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值, 就可以计算出碱(或酸)溶液的浓度。

[问题5]运用这种方法的关键问题是什么?

4.关键:

定 量 实 验

①准确测出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进行完全。

[问题6]测定溶液体积的仪器有哪些?

5.仪器 量筒: 滴定管:酸式滴定管和碱式滴定管

定 [问题7]量筒和滴定管的“0”刻度位置是否 量 一致? 实 [问题8]如何判断酸式滴定管和碱式滴定管? 验 老式滴定管结构:酸式=直细颈有刻度玻璃管 直细颈有刻度玻璃管+玻璃活塞 老式滴定管结构:酸式 直细颈有刻度玻璃管 玻璃活塞
碱式=直细颈有刻度玻璃管 橡胶管 碱式 直细颈有刻度玻璃管+橡胶管(内有 直细颈有刻度玻璃管 橡胶管( 稍大的玻璃球) 稍大的玻璃球) 新式式滴定管结构: 新式式滴定管结构: 酸式=直细颈有刻度玻璃管 直细颈有刻度玻璃管+复合材料活塞 酸式 直细颈有刻度玻璃管 复合材料活塞 碱式=直细颈有刻度玻璃管 碱式 直细颈有刻度玻璃管+复合材料活塞

[问题9]量筒和滴定管哪个更精确一些?

定 量 实 验

[问题10]滴定管精 确到多少毫升?可 估计到多少毫升?
0.1ml 0.01ml

1ml溶液 溶液

如何提高测定的准确度? 如何提高测定的准确度? (1)已知浓度溶液 标准溶液) 已知浓度溶液( (1)已知浓度溶液(标准溶液)浓度的准确性 定 (2)标准溶液体积的准确性 (2)标准溶液体积的准确性

量 实 验

你能根据测定的需要设计出合理的仪器吗? 你能根据测定的需要设计出合理的仪器吗? 如最终需消耗10mL标准溶液,为使读数误 标准溶液, 如最终需消耗 标准溶液 差不大于0.1%,该仪器的精度应为多少? 差不大于 ,该仪器的精度应为多少? 滴定管
精度: 精度:0.01mL

酸式滴定管 碱式滴定管

(3) 未知浓度溶液(待测溶液)体积的准确性 未知浓度溶液(待测溶液)

定 量 实 验

量筒(精度: 量筒(精度:0.1mL,精密实验中不用) ,精密实验中不用) 移液管(精度很高) 移液管(精度很高) 滴定管 (4)盛待测液仪器

锥形瓶与烧杯的区别

要振荡

[问题11]用什么试剂可指示酸碱恰好完全 反应?

定 量 实 验

对于强酸强碱而言, 对于强酸强碱而言,应是指示剂在 PH=7时发生明显的颜色变化为最佳 时发生明显的颜色变化为最佳 溶液滴定0.1mol/LHCl溶 例?用0.1mol/LNaOH溶液滴定 用 溶液滴定 溶 如达到滴定终点时不小心多加1滴 液,如达到滴定终点时不小心多加 滴NaOH 溶液( 滴溶液的体积为 滴溶液的体积为0.05ml)继续加水到 溶液(1滴溶液的体积为 ) 50ml,所得溶液的 为 ,所得溶液的pH为 (C ) A。3 B。4 C。10 D。11 。 。 。 。

滴定过程的pH变化 滴定过程的pH变化 pH
溶液, 用0.1000mol/L的NaOH溶液,滴定 .00ml 的 溶液 滴定20

定 量 实 验

0.1000mol/L的HCl 溶液,求随 HCl的增大,pH=? 的 溶液,求随V 的增大, ?
VNaOH pH 0.00 1.00 5.00 1.22 10.00 15.00 18.00 19.00 19.50 19.98 1.48 1.84 3.12 3.60 3.90 4.30

VNaOH pH

20.00 20.02 20.08 20.10 21.00 25.00 30.00 35.00 7.00 9.70 10.30 10.40 11.38 12.05 12.30 12.44

误差: 误差:0.02÷40=0.0005=0.05% ÷

14 12 10 12.5 11.7 10.7 9.7

定 量 实 验

20.02mL

8

溶 液 的 pH

7 6 4 2 1 0 0 5 10 15 20 25

突跃范围

19.98mL

4.3 3.3 2.28

30

35

40

45

加入NaOH溶液的体积 溶液的体积V(mL) 加入 溶液的体积

“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便 突跃”

[结论] ⑴在滴定终点前后,溶液的pH发生突跃。

定 量 实 验

⑵指示剂的变色点落在溶液pH的突跃范围内。 ⑶按pH突跃范围内的体积计算,结果是可以 达到足够的准确度的,即误差可忽略不计。

中和滴定指示剂的选择
酚酞: 酚酞: 石蕊: 石蕊: 甲基橙: 甲基橙:
0 1 8 5 3.1 2 3 4 4.4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 10

定 量 实 验

4.3 突跃范围 9.7
酚 酞 强碱滴定强酸 强酸滴定强碱 无→粉红 粉红 粉红→无 粉红 无 甲基橙 橙→黄 黄 黄→橙 橙

石蕊没有明显的单一颜色变换, 石蕊没有明显的单一颜色变换,通常不用作指示剂

酸碱滴定终点的指示方法 指示剂法) (指示剂法) 定 量 实 验
指示剂法: 指示剂法:

利用酸碱指示剂颜色的突然变化来指示 滴定终点的方法

1.酸碱指示剂的变色原理 1.酸碱指示剂的变色原理
酸碱指示剂一般都是有机弱酸或弱碱,当溶液的 PH改变时 改变时, PH改变时,指示剂由于结构的改变而发生颜色的改变.

酸碱中和滴定时候指示剂的颜色变化一般遵循无色变有色, 酸碱中和滴定时候指示剂的颜色变化一般遵循无色变有色,色 浅到色深的变化。 浅到色深的变化。 酸滴定碱一般选用甲基橙溶液作为指示剂(黄色变橙色); );而 酸滴定碱一般选用甲基橙溶液作为指示剂(黄色变橙色);而 碱滴定酸一般选用酚酞作为指示剂(无色变浅红色)。 碱滴定酸一般选用酚酞作为指示剂(无色变浅红色)。

酚酞结构及颜色变化的过程

定 量 实 验


无色分子 子 红色离子 ( PH = 无色离子 10 ~ 8 ) 无色离



甲基橙结构变化的过程 定 量 实 验

(PH=4.4) 黄色分子

红色阳离子 (PH=3.1)

二、酸碱中和滴定实验 用已知浓度的盐酸滴定25.00mL未知浓度的 未知浓度的 用已知浓度的盐酸滴定 NaOH溶液,以测定 溶液, 溶液 以测定NaOH的物质的量浓度 的物质的量浓度

定 量 实 验

cAVA cB =
VB
仪器的选择

锥形瓶 滴定管

酸碱中和滴定的操作步骤
NaOH + HCl = NaCl + H2O

定 量 实 验

C标.V标= C待.V待 1.准备阶段: 准备阶段: 准备阶段 ①检查是否漏水 ④装液 2.滴定阶段: 滴定阶段: 滴定阶段 ⑦加指示剂 ②水洗 ⑤记录初读数 ③润洗 ⑥取待测液

⑧滴加标准液直至颜色发生明显 变化

⑨记录末读数 3.数据处理阶段: 计算待测液浓度 数据处理阶段: 数据处理阶段 ⑩

操作
检漏

1、准备

2~3次 蒸馏水洗2~3次 同浓度溶液润洗2~3 蒸馏水洗2~3次 同浓度溶液润洗2~3次 2~3 刻度以上) 装液 (0刻度以上) 赶气泡 调液面(0或0刻度下) 刻度下) 记V初 (精确至0.01mL) 精确至0.01mL 0.01mL)

定 量 实 验

滴定管

用蒸馏水洗后,同浓度溶液润洗2~3次 2~3 移液管 用蒸馏水洗后,同浓度溶液润洗2~3次 用蒸馏水洗净,不需干燥, 用蒸馏水洗净,不需干燥,不得润洗 锥形瓶 注入一定体积的待测溶液 加入2 加入2滴指示剂 记V待测

2、滴定
眼睛: 眼睛: 锥形瓶中颜色

定 量 实 验

左手: 控制活塞(玻璃珠) 左手: 控制活塞(玻璃珠) 右手: 右手: 旋转振荡锥形瓶 滴加溶液方法: 滴加溶液方法: 成线(开始时) 成线(开始时) 成滴(接近终点时) 成滴(接近终点时)

加入最后1滴标准溶液,溶液颜色改变, 加入最后1滴标准溶液,溶液颜色改变, 终点判断: 终点判断: 30秒内不变回原来颜色 且30秒内不变回原来颜色 记V 终

定 量 实 验

定 量 实 验

3、数据处理
以盐酸滴定NaOH溶液为例: 溶液为例: 以盐酸滴定 溶液为例

定 量 实 验

实验 c(HCl) V(NaOH) 编号 mol/L mL V(初) 初 1 2 3

V(HCl)/mL V(终) V(HCl) 终 V

c(NaOH) mol/L

cB =

0.2000 ·VA 25.00

误差分析 标准盐酸滴定25.00mL 以0.2000mol/L标准盐酸滴定 标准盐酸滴定 未知浓度NaOH溶液为例: 溶液为例: 未知浓度 溶液为例

定 量 实 验

cB =

cA ·VA VB 0.2000 ·VA 25.00

cB =

标准盐酸滴定25.00mL未知浓度 以0.2000mol/L标准盐酸滴定 标准盐酸滴定 未知浓度 NaOH溶液为例: 溶液为例: 溶液为例 1.酸式滴定管未用标准盐酸润洗 酸式滴定管未用标准盐酸润洗

定 量 实 验

2.盛未知浓度 盛未知浓度NaOH溶液的滴定管未用 溶液的滴定管未用NaOH溶液润洗 盛未知浓度 溶液的滴定管未用 溶液润洗 3.碱式滴定管中开始有气泡,后气泡消失 碱式滴定管中开始有气泡, 碱式滴定管中开始有气泡 4.锥形瓶中加水,稀释溶液 锥形瓶中加水, 锥形瓶中加水 5.酸式滴定管中开始有气泡,滴定后消失 酸式滴定管中开始有气泡, 酸式滴定管中开始有气泡 6.振荡剧烈,碱液溅出 振荡剧烈, 振荡剧烈 7.滴定开始(记初读数时)仰视,结束(记末读数 滴定开始(记初读数时)仰视,结束( 滴定开始 时)俯视 8.开始时俯视,结束时仰视 开始时俯视, 开始时俯视

酸碱中和滴定过程中误差分析
定 量 实 验
误差产生的原因: (1)仪器的清洗; (2)读数的误差; (3)操作的不当; (4)指示剂的选择欠妥; (5)终点的判断不当; (6)样品的纯度; (7)其他原因。

误差分析1
误差产生的操作 误差分析

定 量 实 验

仪 器 的 洗 涤

盛放标准溶液的滴定管用蒸 馏水洗后未用标液洗涤 盛放待测溶液的移液管用蒸 馏水洗后未用待测液洗涤 锥形瓶仅用蒸馏水洗涤 锥形瓶用待测溶液洗涤 锥形瓶中待测液加水稀释

偏高 偏低 无影响 偏高 无影响

误差分析2
定 量 实 验

读 数 的 误 差

误差产生的操作 滴定前平视, 滴定前平视,滴定后平视 滴定前平视, 滴定前平视,滴定后仰视 滴定前平视,滴定后俯视 滴定前平视, 滴定前仰视, 滴定前仰视,滴定后平视 滴定前仰视, 滴定前仰视,滴定后仰视 滴定前仰视,滴定后俯视 滴定前仰视, 滴定前俯视, 滴定前俯视,滴定后平视 滴定前俯视, 滴定前俯视,滴定后仰视 滴定前俯视, 滴定前俯视,滴定后俯视

误差分析

无影响 偏高 偏低 偏低 无法判断 偏低 偏高 偏高 无法判断

定 量 实 验

定 量 实 验

20

20

20

定 量 实 验

21

21

21

平视:凹液面

俯视

仰视

20

分析: 误差结果围绕 CB =

nB

V 的比值变化展开,n 的比值变化展开,n B变大, 比值变大,V 比值变大,V变小,比值变

21

大,依此类推分析。

定 量 实 验

滴定前

滴定后

误差分析3
误差产生的操作 误差分析

定 量 实 验

滴 定 过 程 操 作 不 当

滴定过程中, 滴定过程中,活塞漏液 滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后无 滴定前滴定管尖嘴有气泡, 滴定前滴定管尖嘴无气泡, 滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定后有 气泡 滴定前滴定管尖嘴无气泡, 滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定后无 气泡 滴定前滴定管尖嘴有气泡, 滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后有 气泡 振荡锥形瓶时, 振荡锥形瓶时,不小心有待测液溅出 滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外 滴定过程中,

偏高 偏高 偏低 无影响 无法判断 偏低 偏高

误差分析4
误差产生的操作 误差分析

定 量 实 验

指 示 剂 的 选 择 欠 妥

强酸滴定弱碱, 强酸滴定弱碱,指示剂用酚 酞 强碱滴定弱酸,指示剂选用 甲基橙

偏低 偏低

①强酸滴定弱碱,必选甲基橙; ②强碱滴定弱酸,必选酚酞; ③两强滴定,原则上甲基橙和酚酞皆可;④ 中和滴定肯定不用石蕊。

误差分析5
定 量 实 验
误差产生的操作 误差分析

终 点 的 判 断 不 当

移液管上未写“ 移液管上未写“吹”字,而吹了 滴定时达终点,管口悬一滴 滴定时达终点, 用酸滴碱时,用甲基橙作指示剂, 用酸滴碱时,用甲基橙作指示剂, 加最后一滴酸使溶液由橙变红色 快速滴定后立即读数 碱滴定酸时,用酚酞作指示剂, 碱滴定酸时,用酚酞作指示剂,加 最后一滴碱溶液变粉红, 秒内不 最后一滴碱溶液变粉红,30秒内不 褪色,较长时间后变无色, 褪色,较长时间后变无色,再滴加

偏高 偏低 偏高 偏低 偏高

误差分析6
定 量 实 验

样 品 的 纯 度

误差产生的操作 用盐酸滴定含 Na2O 的 NaOH 样品 用含 Na2CO3 的 NaOH 标准液 滴定盐酸 在空气中久置的NaOH使用甲 在空气中久置的 使用甲 基橙作指示剂滴定 在空气中久置的NaOH使用酚 在空气中久置的 使用酚 酞作指示剂滴定 用久置的HCl溶液滴定 溶液滴定NaOH 用久置的 溶液滴定

误差分析

偏高 偏低 无影响 偏低 偏高


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