第3章 酸碱平衡及滴定法(5-6).ppt

3.4 酸碱指示剂 3.4.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围 3.4.2 影响指示剂变色范围的各种因素 3.4.3 混合指示剂 3.4.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围 3.4.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围 用量的影响 指示剂的用量 温度的影响——对Ka的影响 离子强度的影响——Ka与Kac的差别增大 溶剂的影响 单色指示剂 影响指示剂变色间隔的因素 1.指示剂用量: 宜少不宜多, 看清颜色即可 2. 温度: 温度影响pKa , 影响变色间隔, 一般应室温滴定 3.4.3 混合指示剂 3.5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 选择指示剂的原则: 指示剂的变色点尽可能与化学计量点接近，以减小滴定误差。在滴定突跃范围变色的指示剂可使滴定(终点)误差小于0.1%。 3.5.1 强酸碱滴定 0.10mol·L-1 NaOH滴定20.00mL 0.10mol·L-1 HCl H++OH- =H2O Kt=1/Kw=1014.00 3. sp时: [H+]=[OH-] pH=7.00 0.1000mol·L-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000mol·L-1 HCl 强酸碱滴定曲线 不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 3. 多元酸、多元碱的滴定 以0.1000mol?L-1NaOH溶液滴定同浓度H3PO4为例 3.5.4 多元酸能分步滴定的条件: 被滴定的酸足够强, cKa1≥10-8 △lgKa足够大, 若△pH=±0.3, 允许Et=±0.5%, 则需△lgKa≥5 多元碱的滴定 与多元酸类似，有关多元酸滴定，分步滴定的结论同样适用于多元碱，只需将Ka?换成Kb?即可。如用0.1000mol?L-1HCl滴定同浓度的Na2CO3： ? K?b1= K?w/ K?a2=1.8 10-4 ? K?b2= K?w/ K?a1=2.4 10-8 第二化学计量点：产物H2CO3(CO2＋H2O)， CO2的饱和浓度为0.04 mol?L-1 。 c(H+)=( Ka1?c)1/2 = (10-6.38×0.04)1/ 2=10-3.89（ mol?L-1 ） pH = 3.89 ,可选甲基红，不过滴定时需加热除去CO2。 第一化学计量点：产物HCO3-，c = 0.050mol?L-1 c(H+) =( Ka1?Ka2?)1/2 = 10-8.32 mol?L-1 pH = 8.32 酚酞变色不明显，可用甲酚红—百里酚蓝（变色点pH=8.3) 粉红－紫。 多元酸一步滴完的条件: 混合酸分步滴定及全部滴定的条件? △lgKa=4, Et≈1% △lgKa=6 , Et ≈0.1% cKan≥10-8 * 甲基橙 酚酞 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱，其共轭酸碱形式具有明显不同的颜色。 C OH OH COO - HO OH - H + p K a = 9.1 C COO - O O - 作用原理 indicator 作用于人眼的颜色由 确定，而 又由 确定，因此可由颜色的变化判断[H+]的变化，确定滴定的终点。 碱色 酸色 8.0~9.6 9.1 红 粉红 无色 酚酞 4.4~6.2 5.2 5.2 黄 橙 红 甲基红 3.1~4.4 4.0 3.4 黄 橙 红 甲基橙 变色范围 碱色 过度 酸色 pT pKa 颜色 指示剂 指示剂变色范围 理论变色点：pKa 滴定指数：pT 理论变色范围 pKa?1 甲基橙指示剂的变色范围示意图 HIn In 双色指示剂 例如甲基橙 但酸碱指示剂本身具有酸碱性质，也会与滴定剂作用，用量过大会引起较大的误差，尤其是对微量滴定而言。 3.4.2 影响指示剂变色范围的各种因素 例如酚酞 设指示剂的总浓度为 c , 碱型引起传感器（如人的眼睛）响应的最小浓度为 a ，这是一个固定的值， 那么： C H+ pH 终点提前 作用原理 分类 颜色互补 两种指示剂混合 指示剂与染料混合 例：溴甲酚绿——甲基红 pH 0 2 4 6 8 甲基红 溴甲酚绿 溴甲酚绿—甲基红 甲基橙（MO） 甲基红（MR） 酚酞（PP） 3.1 4.4 4.4 6.2 8.0 9.6 4.0 pT 5.0 pT=pKa 9.0 常用单一酸碱指示剂 (要记住) 直接滴定：指示