测定氢氧化钠溶液浓度的方法(酸碱中和滴定)

Posted 2023-05-31

篇首语：见强不怕，遇弱不欺。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了测定氢氧化钠溶液浓度的方法(酸碱中和滴定)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

测定氢氧化钠溶液浓度的方法(酸碱中和滴定)

学习目标

1.了解酸碱中和滴定的原理，知道酸碱中和滴定中溶液 pH 的变化是判断滴定终点的依据，了解指示剂的选择方法。

2.知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途，掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用。

知识导学

知识点 1 酸碱中和滴定实验

1．概念和原理

(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。

(2)原理在中和反应中，酸提供的 H ＋与碱提供的即：c(H ＋ )·V 酸＝c(OH － )·V 碱，则 c(H ＋ )＝ cOH － ·V 碱 V 酸或 c(OH － )＝ cH ＋ ·V 酸 V 碱

2．主要仪器使用

(1)仪器：滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯。

仪器 a 是酸式滴定管，仪器 b 是碱式滴定管。精密度：0.01ml

(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：在加入溶液之前，洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗 2～3 遍。

③加入溶液：分别将溶液加入到相应滴定管中，使液面位于滴定管 0 刻度线以上。

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溶液，然后调节滴定管液面使其处于“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度。准确读取数值并记录。

3．主要试剂

(1)待测液；

(2)标准液；

(3)指示剂(一般用酚酞或甲基橙，一般不用石蕊，颜色改变不明显)。

4．指示剂的选择

(1)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。

图：0.100 0 mol·L －1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol·L －1 HCl 溶液的滴定曲线。

(2)酸碱指示剂法(只能测定溶液的 pH 范围) 常见酸碱指示剂的变色范围：

特别提醒若滴定终点为碱性时，选择酚酞，酸性时，选择甲基橙，中性时，酚酞、甲基橙都行，一般不选择石蕊，变色现象不明显

5．滴定操作

特别提醒

①滴速：先快后慢，当接近终点时，应一滴一摇，甚至半滴一摇，利用锥形瓶内壁承接尖嘴处悬挂的半滴溶液。

②终点的判断：滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不变回原色，视为滴定终点。

6．数据处理为减少实验误差，重复实验 2～3 次，求出所用标准溶液体积的平均值，然后再计算待测液的物质的量浓度。

例 1．用 0.01 mol·L －1硫酸滴定 0.01 mol·L －1 NaOH 溶液，中和后加水至 100 mL。若滴定时终点判断有误差：①多加了 1 滴硫酸；②少加了 1 滴硫酸(设 1 滴为 0.05 mL)。则①和②中 pH 相差________。

例 2．用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：

(1)准确称量 8.2 g 含有少量中性易溶杂质的样品，配成 500 mL 待测溶液。称量时，样品可放在________(填字母)称量。 A．小烧杯中 B．洁净纸片上 C．托盘上

(2)滴定时，用 0.200 0 mol·L －1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填字母)作指示剂。 A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞

(3)滴定过程中，眼睛应注视______________________；在铁架台上垫一张白纸，其目的是 ____________________________。

知识点 2 中和滴定误差分析

1．分析依据 c 待测·V 待测＝c 标准·V 标准 c 待测＝ c 标准·V 标准 V 待测 c 标准、V 待测均为代入定值，误差均体现在 V 标准的大小

2．常见的误差分析以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例：

例 1．称取一定质量的 NaOH 来测定未知浓度的盐酸时(NaOH 放在锥形瓶内，盐酸放在滴定管中)。用 A.偏高；B.偏低；C.无影响；D.无法判断，填写下列各项操作会给实验造成的误差。

(1)称量固体 NaOH 时，未调节天平的零点( )

(2)将 NaOH 放入锥形瓶中加水溶解时，加入水的体积不准确( )

(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗( )

(4)开始滴定时，滴定管尖端处有气泡，滴定完毕气泡排出( )

(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下，结束时初读数按 0 计算( )

(6)在滴定过程中活塞处漏液( )

(7)摇动锥形瓶时，因用力过猛，使少量溶液溅出( )

(8)滴定前读数时仰视，滴定完毕读数时俯视( )

例 2．在化学实验操作中，往往由于读数不规范导致较大的实验误差。下列有关实验中，会导致所配制(或所测定)溶液浓度偏高的是(其他操作均正确)( )

A．配制 500 mL 1 mol·L －1稀硫酸实验中，用量筒量取 18 mol·L －1浓硫酸时俯视读数 B．配制 100 mL 5 mol·L －1氯化钠溶液实验中，定容时仰视刻度线

C．用标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液实验中，使用碱式滴定管开始平视，后来俯视读数

D．用标准 NaOH 溶液滴定待测盐酸实验中，使用碱式滴定管开始平视，后来俯视读数

归纳总结

滴定管读数误差分析

滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面最低点在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响：

(1)如图Ⅰ，开始仰视读数，滴定完毕俯视读数，滴定结果会偏小。

(2)如图Ⅱ，开始俯视读数，滴定完毕仰视读数，滴定结果会偏大。

知识点 3 酸碱中和反应过程中的图像分析

酸碱中和过程中的图像纵坐标为 pH，横坐标为酸或碱溶液的体积。

1．分析步骤

(1)横纵坐标：分清加入的酸溶液或碱溶液；

(2)起点 pH：结合题目信息得出酸(或碱)的强弱；

(3)滴定终点或 pH＝7 的点：利用盐类水解、弱电解质电离平衡、水的电离等知识分析出对应的体积；

(4)其他特殊点分析：滴定一半或滴定过量等点相关问题。

2．实例

以用 0.100 0 mol·L －1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol·L －1 HA 溶液为例，其滴定曲线如图。

3.其他图像 (1)分布系数分布系数：组分的平衡浓度占总浓度的分数

(2)对数图 pOH—pH 曲线：pOH＝－lg c(OH）

①表示一元酸与一元碱中和过程中 H ＋与 OH －离子浓度的关系。

②Q 点代表中性。

③M 点显酸性，N 点显碱性，两点水的电离程度相同。

例 1．298 K 时，向 20.0 mL 0.10 mol·L －1 H2A 溶液中滴加 0.10 mol·L －1 NaOH 溶液，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )

A．该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂

B．W 点到 X 点发生的主要反应的离子方程式为 H2A＋2OH －===A2－＋2H2O

C．Y 点对应的溶液中 c(Na＋ )＋c(H ＋ )＝c(OH － )＋2c(A2－ )

D．反应 H2A＋A2－ 2HA －的平衡常数 K＝1.0×10 7.4

例 2．常温下，用浓度为 0.100 0 mol·L －1的 NaOH 溶液分别逐滴加入到 20.00 mL 0.100 0 mol·L － 1的 HX、HY 溶液中，pH 随 NaOH 溶液体积的变化如图。下列说法正确的是(）

A．V(NaOH)＝0 mL 时，两份溶液中，c(X － )>c(Y － )

B．V(NaOH)＝10.00 mL 时，c(X － )>c(Na＋ )>c(HX)>c(H ＋ )>c(OH － )

C．V(NaOH)＝20.00 mL 时，c(OH － )>c(H ＋ )>c(Na＋ )>c(X － )

D．pH＝7 时，两份溶液中，c(X － )＝c(Na＋ )＝c(Y － )

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