第06章 滴定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酸碱指示剂,（一）指示剂的变色原理,酸碱指标剂(,acid-base indicator)：,酸碱滴定中用于,指示滴定终点,的试剂称为酸碱指标剂。,常用的酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或酸具有不同的颜色。现以酚酞和甲基橙为例。,现以,HIn,代表弱酸指示剂，其离解平衡表示如下：,HIn,H,+,+In,-,酸式色 碱式色,以,InOH,代表弱碱指示剂，其离解平衡表示如下：,InOH,OH,-,+In,+,碱式色 酸式色,（二）指示剂的变色范围,现以,HIn,弱酸指示剂为例说明指示剂的变色与溶液,中,pH,值之间的数量关系。,弱酸指示剂在溶液中离解平衡表示如下：,HIn,H,+,+In,-,平衡时可得：,可改写为：,对一定指示剂在一定温度下,K,hin,是,一个常数。因此，在一定的,pH,条件下，溶液有一定的颜色，当,pH,改变时，溶液的颜色就相应地发生改变。,当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上时，我们肉眼只能看到浓度较大的那种颜色。,若 10时，,pH=,pK,HIn,1，,显,In,-,颜色,若 1/10时，,pH=,pK,HIn,-1，,显,HIn,颜色,pH=,pK,HIn,1,指示剂的变色范围为：,综上所述，可得出如下几点：,1.各种指示剂的变色范围随指示剂常数,K,HIn,的,不同而异。,2.各种指示剂在变色范围内显示出逐渐变化的过渡颜色。,3.由实验测得的各种指示剂变色范围的,pH,幅度一般在12个,pH,单位。,4。指示剂的变色范围越窄越好。,（三）影响指示剂变色范围的因素,1.指示剂用量,用量过多,，会使,终点变色迟钝,，且指示剂本身也会多消耗滴定剂;,用量太少,，,颜色变化不明显,。,因此，在不影响变色敏锐的前提下，尽量少用指示剂。一般分析中,24滴,。,2.滴定程序,一般情况下，指示剂的颜色,由浅入深,变化易于观察。,故,酸滴定碱,时，一般用,甲基橙或甲基红,为指示剂，颜色由黄色变为橙红色；,碱滴定酸,时，一般以,酸酞,为指示剂，终点颜色由无色变为红色。,3.温度、溶剂、盐类等，都会影响指示剂变色。,酸碱滴定法的基本原理,酸碱滴定曲线：,以滴定过程中酸（或碱）标准溶液的加入量为横坐标，溶液的,pH,为纵坐标，称为酸碱滴定曲线（,acidbase,titration curve）。,一、强酸与强碱的滴定,(1)强碱滴定强酸,以,NaOH,滴定,HCl,为例,C,NaOH,=,C,HCl,=0.1000mol/L，,V,HCl,=20.00ml,1.,滴定前,溶液,pH,完全取决于,HCl,pH=1.00,2.计量点前,V,HCl,V,NaOH,溶液,pH,取决于剩余,HCl,浓度,H,+,=,C,HCl,当,V=19.98ml(,误差-0.1%),pH=4.30,3.,计量点时,，,V,HCl,=,V,NaOH,此时溶液的,H,+,主要来自水的离解,pH=7.00,4.计量点后,V,HCl,V,NaOH,溶液,pH,决定于过量,NaOH,浓度。,当,V,NaOH,=20.02ml(,误差+0.1%),pOH,=4.30 pH=9.70,pHsp,=7.00，,突跃范围：,pH,为4.30-9.70；,指示剂：,pKa,在突跃范围内,。,Anal.Chem.ZSU.,用标准,HCl,滴定,NaOH,滴定突跃：,在滴定分析中滴定误差在,0.1%,范围内，,溶液由酸性变为碱性（或碱性变为酸性）,，此时的曲线近似于垂直这种,pH,值的突变，称为滴定突跃。,滴定突跃的作用,：它是指示剂选择的主要依据，,凡是指示剂的变色区间全部或部分在滴定突跃区间内的指示剂都可用以指示终点,。,强酸与强碱的滴定突跃范围影响因素：,酸碱浓度愈大，滴定突跃区间愈大。,溶液浓度愈稀时，滴定突跃区间愈小,二、强碱滴定弱酸,这一类型的基本反应为,OH,-,+HA A,-,+H,2,O,以0.1000,mol/L,NaOH,滴定20.00,ml 0.1000 mol/L,HAc,为例,1.滴定前,V,NaOH,=0,2.,计量点前,未反应的,HAc,与反应生成的,NaAc,形成缓冲体系，,其中,V,NaOH,=19.98ml,时(相对误差为-0.1%)，代入，,3.计量点：,HAc,与,NaOH,完全反应生成了,NaAc,，,溶液的,pH,由其水解所决定，即,pOH,=5.27，pH=8.73,4.,计量点后,溶液为过量的,NaOH,与反应生成的,NaAc,组成,pOH,=4.30，pH=9.70,强碱滴定一元弱酸,用0.1,mol/,LNaOH,滴定,相同浓度的,HAc,。,pHsp,为8.72,突跃：,pH7.749.70,之间。,指示剂：酚酞,强碱滴定弱酸滴定曲线的特点：,（1）,pH,值起点高,（2）滴定曲线的形状不同,（3）突跃区间小,影响强碱滴定弱酸的突跃区间的因素,（1）浓度,（2）酸的强弱,通常将 作为能否准确滴定弱酸的条件。,EDTA,螯合滴定的基本原理,EDTA,螯合滴定就是基于,EDTA,与,金属离子螯合反应的一种重要的滴定分析方法，常用于测定溶液中金属离子的含量。,EDTA,螯合滴定的原理和基本过程：,滴定时使用的指示剂叫做金属指示剂。它们是一类能与金属离子形成有色配合物的水溶性有机染料。,作为金属指示剂必须具备以下条件：1.与金属离子形成的配合物的颜色与其本身（即未配合时）的颜色有明显不同；,2.与金属离子形成的有色配合物具有足够的稳定性；,3.与金属离子形成配合物的稳定性必须小于,EDTA,与金属离子形成螯合物的稳定性。,常用的指示剂有铬黑,T，,钙指示剂，二甲酚橙，,PAN,等。现以铬黑,T,为,例，说明金属指示剂的变色原理。铬黑,T,为,弱酸性偶氮染料，能随溶液,pH,值,变化而显示不同的颜色。如用符号,NaH,2,ln,表示铬黑,T。,在,溶液中有下列平衡：,铬黑,T,能与许多金属离子如,Ca,2+,Mg,2+,Zn,2+,Cd,2+,等,形成红色的配合物。在,pH,为,711时，,铬黑,T,显,兰色，与形成配合物的红色有明显区别，则终点时颜色变化明显。因此，用铬黑,T,作,指示剂时最适宜的,pH,值为,910.5，一般用,NH,3,-NH,4,Cl,缓冲溶液控制溶液,pH,值在10左右进行滴定。,对于含有两种或两种以上金属离子的混合溶液，可以通过调节溶液的,pH,值选择性地滴定其中某一离子。例如，在,Mg,2+,离子,和,Zn,2+,离子的混合溶液中，可首先调节溶液,pH,6.8，,用,铬黑,T,作指示剂，用,EDTA,滴定,Zn,2+,离子，此时,Mg,2+,离子不干扰。然后再调节溶液,pH,10，,用,EDTA,滴定,Mg,2+,离子。,可加入某种掩蔽剂（此试剂能与干扰离子结合成更稳定的配合物，而对被测离子无影响），把干扰离子掩蔽起来，再滴定被测离子。例如,EDTA,滴定,Ca,2+,Mg,2+,时，少量,Fe,3+,，,Al,3+,有干扰，可加入三乙醇胺消除干扰。,（三）,EDTA,螯合滴定,示例-水的总硬度测定,水的总硬度是指水中,Ca,2+,Mg,2+,的总,硬度（以为,mmol,L,-1,单位）,测定,水的总硬度时加,NH,3,-NH,4,Cl,缓冲溶液调节,pH 10，,以铬黑,T,为指示剂，用,EDTA,标准溶液滴定。溶液中有关配合物的稳定性有如下顺序：,CaY,2-,MgY,2-,MgIn,-,CaIn,-,反应式如下：,加指示剂时：,Mg,2+,+H,In,2-,MgIn,-,+H,+,蓝 紫红,滴定终点前：,Ca,2+,+H,2,Y,2-,Ca,Y,2-,+2H,+,Mg,2+,+,H,2,Y,2-,Mg,Y,2-,+2H,+,滴定终点时：,MgIn,-,+,H,2,Y,2-,Mg,Y,2-,+,H,In,-,+H,+,紫红 蓝,水的总硬度按下式计算：,总硬度=,式中：,C,EDTA,:EDTA,标准溶液的浓度（,mol L,-1,）,V,EDTA,:,消耗,EDTA,标准溶液的体积（,L）,V:,滴定时水样的体积（,L）,