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酸碱滴定曲线方程和滴定曲线(二)

发布时间:2018-04-15 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1804

(2)滴定突跃范围与被滴溶液浓度有关,强碱滴定强酸时,酸碱浓度变化10倍,滴定突跃范围的PH值改变2个单位,见图7-5中的虚线从Ⅳ'→V'。当滴定弱酸时,同样浓度的变化引起的滴定突跃范围的变化将变小,和酸的离解常数有关,见图7-8。

图7-8NaOH滴定不同浓度HAc

(3)酸的强弱是影响滴定突跃范围最重要的因素,酸愈弱,滴定突跃范围愈小。图7-6中同时列出了滴定HCl和HAc的滴定曲线,HAc的滴定突跃范围从5'→6',对应的PH值从7.74→9.7(此处的PH值是经过体积较正的值),明显地小干滴定HCl的滴定突跃范围。图7-7给出了滴定具有不同离解常数的弱酸(KHAc=1.75×10-5、KHA=10-7、KH3BO3 =5.8×10-8)的滴定曲线,从图中可以看出,当酸的浓度一定时,Ka值越大,滴定突跃范围越大;Ka值越小,滴定突跃范围越小。当cKa<10-8时,就看不出明显的突跃了,即应用一般酸碱指示剂无法确定滴定终点。若要求终点误差不大于0.2%, cKa<10-8可作为弱酸能被准确滴定的判别式。类似地,cKb<10-8可作为对弱碱能被准确滴定的判别式。

图7-6NaOH滴定醋酸

图7-7NaOH滴定几种弱酸

(4)在图7-9 H3PO4滴定曲线上可以看到两个滴定突跃,H3PO4的三步离解常数分别为:

Kal=7.6×10-3Ka2=6.3×10-8Ka3=4.4×10-13

当用c(NaOH)=0.1000 mol/L NaOH溶液滴定c(H3PO4)=0.1000mol/L的H3PO4溶液时,从H3PO4第一步离解常数可以看出

因此用碱中和第一步离解的H可以得到第一个滴定突跃。从H3PO4第二步离解常数可以看出

因此用碱中和第二步离解的H+可以得到第二个滴定突跃。最后由于H3PO4的第三步离解,cKa3<10-8,因此得不到第三个滴定突跃,说明不能用碱继续直接滴定。

图7-9NaOH滴定H3PO4

通过大量实践证明,对多元酸的滴定可作出如下的判断:

①当cK1≥10-8时,这一级离解的H可以被滴定。

②当相邻的两个K值,相差105时,较强的那一级离解的H+先被滴定,出现第一个滴定突跃,较弱的那一级离解的H后被滴定。但能否出现第二个滴定突跃,则取决于酸的第二级离解常数值是否满足

cK酸2≥10-8

如果是大于或等于10-8,则有第二个突跃。

③如相邻的K酸值相差小于105时,滴定时两个滴定突跃将混在一起,这时只有一个滴定突跃。

多元碱的滴定与多元酸的滴定类似,有关多元酸分步滴定的结论也适用于强酸滴定多元碱,只要将上面判别式中的K换成K。图7-10是HCl滴定Na2CO3的滴定曲线,Na2CO3是二元碱,其Kb1=

判断:①cKbl=1.8×10-5>10-8;②cKb2=0.05×2.4×10-8=1.2×10-9,又有HCO3-的缓冲作用,第一突跃不够明显,第二个突跃也不理想。

图7-10HC1滴定Na2CO3

事实上能满足以上条件的多元酸或多元碱是很少的,尤其是相邻两个K很少相差105,对于这类多元酸或多元碱不能分步准确滴定。若多元酸或多元碱的最后一步离解常数能满足cK≥10-8,测定这类多元酸或多元碱时,通常是滴定到中和全部H或OH-

(5)图7-11是滴定混合酸的滴定曲线,这种情况和滴定多元酸相似。当两种酸满足下列条件:cHAKHA≥10-8和cHAKHA/cHBKHB>105时,则可以在第二种酸HB存在时滴定第一种酸HA。该例为以0.1mol/L NaOH滴定0.1mol/L HAc和0.1 mol/L H3BO3,两种酸满足上述条件,可以在H3BO3存在下滴定HAc。但是突跃不大,约为pH6.7~7.3,可选溴百里酚兰(pT=7.3)为指示剂。

图7-11NaOH滴定HAc和H3BO3

显然,两弱酸的电离常数相差越大,在滴定至电离常数大的酸的化学计量点时,其反应越完全,突跃范围大,测定准确度高。图7-11中第二个突跃相应于单独滴定H3BO3的终点,由于H3BO3太弱,突跃太小,无法准确滴定。

(6)图7-12是滴定强酸弱酸混合溶液的滴定曲线,图中的实线是0.1mol/L NaOH滴定0.1 mol/L HCl和0.1mol/L HAc液的滴定曲线。HAc的Ka=1.8×10-5,滴定HCl的化学计量点附近突跃小,不能准确滴定HC1分量,第二化学计量点附近突跃大,可以准确滴定混合酸的总量。图中虚线表示弱酸(HA)的Ka=10-9时的滴定曲线,此时第一化学计量点附近突跃比第二化学计量点附近突跃大,能准确滴定HCl分量但不能准确滴定混合酸的总量。只有当弱酸的Ka约为10-7,这时第一化学计量点附近突跃和第二化学计量点附近突跃大小相近,且有足够的突跃范围,既能滴定HCl,又能滴定弱酸HA。另外还和HC1和HA的相对浓度有关,若HC1浓度越大,HA浓度越小,HC1滴定的准确度越高,HCl浓度影响比HA浓度影响大。

图7-12NaOH滴定HCl和HAc

以上从不同类型滴定曲线归纳出的规律十分重要,这是指导制定酸碱滴定方法的依据。

相关链接:酸碱滴定曲线方程和滴定曲线(一)

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