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文檔簡介
第4章
酸堿滴定法Acid–Base
Titration§4.1酸堿平衡的理論基礎
§4.2分布曲線
§4.3酸堿溶液pH的計算
§4.4酸堿滴定終點的指示方法
§4.5一元酸堿的滴定
§4.6多元酸堿、混合酸的滴定
§4.7酸堿標準溶液的配制和標定
§4.8酸堿滴定法結果計算示例
§4.9非水溶液中的酸堿滴定1§4.1酸堿平衡的理論基礎酸堿電離理論:
酸堿發生中和反應生成鹽和水:HA+H2O
H3O++A-
NaOH
Na++OH-
電離理論有一定局限性,它只適用于水溶液,不適用于非水溶液,而且也不能解釋有的物質(如NH3等)不含OH-,但卻具有堿性的事實。NaOH+HAcNaOAc+H2O24.1.1酸堿質子理論(protontheory)
1923年由布朗斯臺德(Bronsted)提出。凡是能給出質子(H+)的物質是酸;凡是能接受質子的物質是堿。酸質子+堿HAc
H++OAc-
這種因一個質子的得失而互相轉變的每一對酸堿,稱為共軛酸堿對。共軛酸堿對3酸堿半反應:
HClO4
H++ClO4-HSO4-
H++SO42-NH4+
H++NH3H2PO4-
H++HPO42-HPO42-
H++PO43-+H3N-R-NH3+
H+++H3N-R-NH2可見酸堿可以是陽離子、陰離子,也可以是中性分子。當一種酸給出質子時,溶液中必定有一種堿接受質子:HAc
(酸1)H++Ac-
(堿1)
H2O(堿2)+H+
H3O+(酸2)H3O+(酸2)+Ac-
(堿1)
HAc
(酸1)+H2O(堿2)溶劑水起堿的作用4堿在水溶液中接受質子的過程:
必須有溶劑水分子參加。在這里,溶劑水起到酸的作用。水是一種兩性溶劑:NH3+H+NH4+H2OH++OH-
NH3+H2O
OH-
+NH4+H2O+H2OH3O++OH-5水的質子自遞常數
在水分子之間存在著的質子傳遞作用,稱為水的質子自遞作用。這種作用的平衡常數稱為水的質子自遞常數:Kw=[H3O+][OH-]
或:
Kw=[H+][OH-]
在25℃:Kw=10-14
pKw=146酸堿中和反應也是一種質子的轉移過程:
HCl+H2O
H3O++Cl-
H3O++NH3NH4++H2O
HAc+H2OH3O++Ac-
解離
H2O+NH3NH4++OH-
解離
酸1
堿2
酸2
堿1各種酸堿反應過程都是質子轉移過程。
H2O+Ac-
HAc+OH-
水解
NH4++H2OH3O+
+NH3
水解
酸1
堿2
酸2
堿1鹽的水解過程,實質上也是質子的轉移過程:74.1.2酸堿解離平衡
酸堿的強弱取決于物質給出質子或接受質子能力。用解離常數Ka和Kb
定量地說明它們的強弱程度。
HAc+H2OH3O++Ac-
HAc
的共軛堿的解離常數
Kb為:
Ac-+H2OHAc+OH-
Ka·Kb
=[H+][OH-]=Kw
=10-14(25℃)8多元酸Ka與Kb的對應關系三元酸H3A在水溶液中:則:Ka1·Kb3=Ka2·Kb2=Ka3·Kb1=[H+][OH-]=KwH3A+H2OH3O++H2A-Ka1H2A-+H2OH3A+OH-Kb3H2A-+H2OH3O++HA2-Kb2HA2-+H2OH2A-+OH-Ka2HA2-+H2OH3O++A3-Ka3A3-+H2OHA2-+OH-Kb19例1:試求HPO42-的pKb2和Kb2。解:經查表可知Ka2=6.3×10-8,即pKa2=7.20
由于Ka2·Kb2=10-14
所以pKb2=14-pKa2
=14-7.20=6.80
即Kb2=1.6×10-710§4.2不同pH溶液中酸堿存在形式
的分布情況—分布曲線分布曲線(distributioncurve)作用:(1)深入了解酸堿滴定過程;(2)判斷多元酸堿分步滴定的可能性。
滴定是溶液pH與溶液中各物種的量及其比例不斷變化的過程。分布系數δ(distributioncoefficient)
:平衡時溶液中某物種的濃度占總濃度的分數。
δi=ci/c114.2.1一元酸溶液中物質存在形式:HAc;Ac-
,總濃度為c設:HAc的分布系數為δ1
;
Ac-
的分布系數為δ0
;則:δ1=[HAc]/c=[HAc]/([HAc]+[Ac-])=1/{1+([Ac-]/[HAc])}=1/{1+(Ka/[H+])}=[H+]/([H+]+Ka)
δ0=[Ac-]/c=Ka/([H+]+Ka)由上式,以δ對pH作圖:(動畫)以乙酸(HAc)為例:12HAc分布系數與溶液pH關系曲線的討論:(1)δ0+δ1=1(2)pH=pKa
時;
δ0=δ1=0.5(3)pH<pKa
時;
HAc(δ1)為主(4)pH>pKa
時;
Ac-(δ0)為主134.2.2二元酸
以草酸(H2C2O4)為例:存在形式:H2C2O4;HC2O4-;C2O42-;
(δ2);(δ1);(δ0);總濃度:
c=[H2C2O4]+[HC2O4-]+[C2O42-]
δ2=[H2C2O4]/c
=1/{1+[HC2O4-]/[H2C2O4]+[C2O42-]/[H2C2O4]}=1/{1+Ka1
/[H+]+Ka1Ka2
/[H+]2}
=[H+]2/{[H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2}
δ1=[H+]Ka1
/{[H+]2+[H+]Ka1
+Ka1Ka2}
δ0=Ka1Ka2
/{[H+]2+[H+]Ka1
+Ka1Ka2}(動畫)14H2A
分布系數與溶液pH關系曲線的討論:a.pH<pKa1時
H2C2O4為主b.pKa1<
pH<pKa2時HC2O4-為主c.pH>pKa2時
C2O42
-為主d.pH=2.75時1最大;1=0.938;2=0.028;3=0.034154.2.3三元酸
以H3PO4為例四種存在形式:H3PO4
;H2PO4-;HPO42-;PO43-;分布系數:δ3
;δ2
;δ1
;δ0δ3
=[H+]3
[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1·Ka2+Ka1·Ka2
·Ka3δ2
=[H+]2Ka1[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1·Ka2+Ka1·Ka2·Ka3δ1
=[H+]Ka1·Ka2[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1·Ka2+Ka1·Ka2·Ka3(動畫)δ0
=[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1·Ka2+Ka1·Ka2·Ka3Ka1·Ka2·Ka316H3PO4分布曲線的討論:
(
pKa1=2.12;pKa2=7.20;pKa3=12.36)(1)三個pKa相差較大,共存現象不明顯;(2)pH=4.7時,
δ2=0.994δ3=δ1=0.003(3)pH=9.8時,
δ1=0.994
δ0=δ2=0.00317§4.3酸堿溶液pH的計算4.3.1
質子條件(protonbalanceequation,PBE)
準確反映整個平衡體系中質子轉移的嚴格數量關系式。列出質子條件的步驟:(1)選擇參考水平(大量存在,參加質子轉移)(2)判斷質子得失(3)總的得失質子的物質的量(單位mol)應該相等,列出的等式,即為質子條件。18例2:
一元弱酸水溶液,選擇HA和H2O為參考水平:水的質子自遞反應:
H2O+H2OHA的解離反應:
HA+H2OH3O++A-H3O++OH-質子條件:[H+]=[A-]+[OH-]19例3:
Na2CO3水溶液,選CO32-和H2O為參考水平:CO32-+2H2O
H2CO3+OH-質子條件:[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]
也可通過物料平衡或電荷平衡得出質于條件。CO32-+H2OHCO3-+OH-H2O+H2OH3O++OH-20Na2HPO4水溶液的質子條件:H2O和HPO42-為參考水平:HPO42-+2H2O
H3PO4+OH-質子條件:
[H+]+[H2PO4-
]+2[H3PO4]=[PO43-]+[OH-
]HPO42-+H2OH2PO4-+OH-HPO42-H++PO43-H2O+H2OH3O++OH-21NH4HCO3水溶液的質子條件NH4+、HCO3-和H2O為參考水平:HCO3-
H++CO32-質子條件:
[H+]+[H2CO3]=[CO32-]+[NH3]+[OH-
]HCO3-+H2OH2CO3+OH-NH4+
H++NH3H2O+H2OH3O++OH-224.3.2一元弱酸(堿)溶液pH的計算HA+H2OH3O++A-H2O+H2OH3O++OH-質子條件:[H+]=[A-]+[OH-]代入質子條件式,得:[HA]=cδHA(c:總濃度)[H+]3+Ka[H+]2–(cKa+Kw)[H+]-KaKw=023討論:
(1)當計算允許有5%的誤差時,如果弱酸的濃度不是太小,即:c/Ka≥105,可近似認為[HA]等于總濃度c
,則:
(2)若弱酸的Ka也不是太?。╟Ka≥10Kw),忽略Kw項,則可得最簡式:24例4:計算10-4mol·L-1的H3BO3溶液的pH。已知pKa=9.24
pH=6.59如按最簡式計算,則
pH=6.62
兩種計算相對誤差約為-8%。解:cKa
=10-4×10-9.24=5.8×10-14<10Kw
水解離產生的[H+]項不能忽略。
c/Ka=10-4/10-9.24=105.24≥
105
可以用總濃度c近似代替平衡濃度[H3BO3]25例5:求0.12mol·L-1一氯乙酸溶液的pH,已知pKa=2.86.
pH=1.92解:cKa=0.12×10-2.86≥
10Kw
水解離的[H+]項可忽略。又
c/Ka=0.12/10-2.86=87<105
不能用總濃度近似代替平衡濃度。26例6:已知HAc
的pKa=4.74,求0.30mol·L-1HAc
溶液的pH。
pH=2.64解:cKa=0.30×10-4.74≥
10Kw
c/Ka=0.30/10-4.74≥
105符合兩個簡化的條件,可采用最簡式計算:274.3.3兩性物質溶液pH的計算既可給出質子,顯酸性;又可接受質子,顯堿性。NaHCO3、K2HPO4、NaH2PO4、NH4OAc、(NH4)2CO3及鄰苯二甲酸氫鉀等的水溶液。NaHA質子條件:[H2A]+[H+]=[A2-]+[OH-]將平衡常數Ka1、Ka2及KW代入上式,得:28精確計算式:(1)若HA-得、失質子能力都較弱,則[HA-]≈c;(2)若允許有5%誤差,cKa2≥10Kw時,可略去Kw項;得近似計算式:(3)如果c/Ka1≥10,則分母中的Ka1可略去,可得:(最簡式)294.3.4其他物質溶液pH的計算緩沖溶液:
弱酸-共軛堿(弱堿-共軛酸)組成的緩沖溶液能控制的pH范圍為pKa±1。即ca:cb≈1時,緩沖溶液的緩沖能力(或稱緩沖容量)最大。最簡式:ca>>[OH-]-[H+]cb>>[H+]-[OH-]30表4-2常用的緩沖溶液31幾種酸溶液計算[H+]的公式及使用條件(1)
(a)精確計算式
(b)近似計算式,應用條件:c/Ka≥105(c)最簡式,應用條件:c/Ka≥105;cKa≥10Kw一元弱酸兩性物質
最簡式,應用條件:c/Ka1≥105;cKa2≥10Kw32幾種酸溶液計算[H+]的公式及使用條件(2)(a)近似計算式,應用條件:c/Ka1≥
10Kw;2Ka2/[H+]<<1(b)最簡式,應用條件:c/Ka1≥105;
cKa1≥10Kw2Ka2/[H+]<<1二元弱酸最簡式,應用條件:ca
>>[OH-]-[H+]
cb>>[H+]-[OH-]
[H+]=Ka
ca/cb緩沖溶液33例8:分別計算0.05mol·L-1NaH2PO4和3.33×10-2mol·L-1Na2HPO4溶液的pH。解:查表得H3PO4的pKa1=2.12,pKa2=7.20,pKa3=12.36可以認為平衡濃度等于總濃度。(1)對于0.05mol·L-1NaH2PO4溶液
cKa2=0.05×10-7.20>>10Kw
c/Ka1=0.05/10-2.12=6.59<10
pH=4.7034(2)對于3.33×10-2mol·L-1Na2HPO4溶液將有關公式中的Ka1和Ka2分別換成Ka2和Ka3。
cKa3=3.33×10-2×10-12.36=1.45×10-14≈Kw
c/Ka2=3.33×10-2/10-7.20>>10Kw項不能略去。c/Ka2>>10,Ka2可略去。
pH=9.6635例9:已知室溫下H2CO3的飽和水溶液濃度約為0.040mol·L-1,試求該溶液的pH。解:查表得pKa1=6.38,pKa2=10.25。由于Ka1>>Ka2,可按一元酸計算。又由于
cKa1=0.040×10-6.38>>10Kw
c/Ka1=0.040/10-6.38=9.6×104>>105
pH=3.89檢驗:36例10:計算0.20mol·L-1Na2CO3溶液的pH。解:查表得H2CO3pKa1=6.38,pKa2=10.25。故pKb1=pKw-pKa2=14-10.25=3.75,同理pKb2=7.62由于Kb1>>Kb2
(可按一元堿處理)
cKb1=0.20×10-3.75>>10Kw
c/Kb1=0.20/10-375=1125>105
[H+]=1.7×10-12mol·L-1
;pH=11.7737作業:p.62.思考題2、3、4、7、8(不交,但必須會做);
習題:1、7、10——可選做2、6、16、18——必做38§4.4酸堿滴定終點的指示方法滴定終點的兩種指示方法:
a.儀器法:通過測定滴定過程中電位等參數的變化。可以確定化學計量點(等當點)附近電位的突躍。b.指示劑法:化學計量點時指示劑顏色的突變。
簡單、方便。
394.4.1酸堿指示劑的變色原理及選擇
1.酸堿指示劑:一類有顏色的有機物質,隨溶液pH的不同呈現不同顏色,顏色與結構相互關聯。
酚酞:三苯甲烷類,堿滴酸時用。(動畫)
變色范圍:8~10,無色變紅色。
無色分子無色分子無色分子紅色分子無色分子40甲基橙指示劑甲基橙:有機弱堿,黃色的甲基橙分子,在酸性溶液中獲得一個H+,轉變成為紅色陽離子。
偶氮類結構,酸滴堿時用。(動畫)變色范圍:3.1~4.4橙紅色變黃色。41表4-3幾種常用酸堿指示劑的變色范圍422.變色原理
以HIn表示弱酸型指示劑,在溶液中的平衡移動過程可簡單表示如下:
HIn+H2O=H3+O+In-指示劑的顏色轉變依賴于比值:[In-]/[HIn]
[In-]代表堿色的深度;
[HIn]代表酸色的深度;433.酸堿指示劑的討論(1)KHIn/[H+]=[In-]/[HIn]
KHIn
一定,指示劑顏色隨溶液[H+]改變而變
[In-]/[HIn]=1時:中間顏色
=1/10時:酸色,勉強辨認出堿色
=10/1時:堿色,勉強辨認出酸色指示劑變色范圍:pKHIn±144(2)結論
a.酸堿指示劑的變色范圍不一定正好位于pH7左右,由指示劑的pKHIn決定。
b.顏色逐漸變化。
c.變色范圍pKHIn±1(≤2個pH單位)45(3)混合指示劑
利用顏色的互補作用使顏色變化敏銳,易觀察(4)指示劑加入量影響
適當少些顏色明顯;加的多,多消耗滴定劑。(5)pH試紙
甲基紅,溴百里酚藍,百里酚藍,酚酞按一定比例混合,溶于乙醇,浸泡濾紙。46§4.5一元酸堿的滴定4.5.1強堿滴定強酸例:0.1000mol·L-1
NaOH
溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1
HCl溶液。
a.滴定前,加入滴定劑(NaOH)0.00mL時:
0.1000mol·L-1鹽酸溶液的
pH=1b.滴定中,加入滴定劑18.00mL時:
[H+]=0.1000(20.00-18.00)/(20.00+18.00)=5.310-3mol·L-1
溶液pH=2.2847
加入滴定劑體積為19.98mL時:(離化學計量點差約半滴)
[H+]=c
VHCl/V=0.1000
(20.00-19.98)/(20.00+19.98)=5.010-5mol·L-1
溶液pH=4.3c.化學計量點,即加入滴定劑體積為20.00mL
反應完全,
[H+]=10-7mol·L-1,
溶液pH=748
d.
化學計量點后加入滴定劑體積為20.02,過量0.02mL(約半滴)[OH-]=nNaOH/V=(0.10000.02)/(20.00+20.02)=5.010-5mol/LpOH=4.3,pH=14-4.3=9.7滴加體積:0~19.98mL;pH=3.4滴加體積:19.98~20.02mL;pH=5.4
滴定突躍49表4-5用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定
20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液50強堿滴定強酸滴定曲線的討論:a.指示劑變色點與化學計量點并不一定相同,但相差不超過±0.02mL;指示劑的變色范圍應處于或部分處于滴定突躍范圍之內(選擇指示劑的重要原則)。這時相對誤差<0.1%。b.滴定過程中,溶液總體積不斷增加,計算時應注意。514.5.2強堿滴定弱酸例:0.1000mol·L-1
NaOH
溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1
HAc溶液。
繪制滴定曲線時,通常用最簡式來計算溶液的pH值
a.滴定開始前,一元弱酸(用最簡式計算)
pH=2.87
與強酸相比,滴定開始點的pH抬高。52b.化學計量點前開始滴定后,溶液即變為HAc(ca)-NaAc(cb)緩沖溶液;按緩沖溶液的pH進行計算。加入滴定劑體積19.98mL時:
ca=0.020.1000/(20.00+19.98)=5.0010-5mol/L
cb=19.980.1000/(20.00+19.98)=5.0010-2mol/L[H+]=Kaca/cb=10-4.74[5.0010-5/(5.0010-2)]=1.8210-8
溶液pH=7.74
53c.
化學計量點生成HAc的共軛堿NaAc(弱堿),濃度為:
cb=20.000.1000/(20.00+20.00)=5.0010-2mol·L-1此時溶液呈堿性,需要用pKb進行計算
pKb=14-pKa=14-4.74=9.26[OH-]=(cb
Kb)1/2=(5.0010-210-9.26)1/2
=5.2410-6mol·L-1
溶液pOH=5.28
pH=14-5.28=8.7254c.
化學計量點后加入滴定劑體積20.02mL[OH-]=(0.10000.02)/(20.00+20.02)=5.010-5mol·L-1
pOH=4.3pH=14-4.3=9.7滴加體積:0~19.98mL;pH=7.74-2.87=4.87滴加體積:19.98~20.02mL;pH=9.7-7.7=
2
滴定開始點pH抬高,滴定突躍范圍變小。55表4-6用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定
20.00mL0.1000mol·L-1HAc溶液56弱酸滴定曲線的討論:(1)滴定前,弱酸在溶液中部分電離,與強酸相比,曲線開始點提高;(2)滴定開始時,溶液pH升高較快,這是由于中和生成的Ac-產生同離子效應,使HAc更難解離,[H+]降低較快;(3)繼續滴加NaOH,溶液形成緩沖體系,曲線變化平緩;(4)接近化學計量點時,剩余的HAc已很少,pH變化加快。57(5)化學計量點前后產生pH突躍,與強酸相比,突躍變?。唬?)隨著弱酸pKa變小,突躍變小,pKa在10-9左右突躍消失;
直接滴定條件:
cKa≥10-8(6)甲基橙指示劑不能用于弱酸滴定;58§4.6多元酸(堿)和混合酸(堿)的滴定4.6.1多元酸的滴定
以NaOH溶液滴定H3PO4溶液為例:分步滴定?全部H3PO4反應后,H2PO4-→HPO42-
?分布曲線:當pH=4.7時,H2PO4-的δ=99.4%H3PO4和HPO42-各約占0.3%稍有交叉。對多元酸的滴定準確度不能要求太高,可認為H3PO4能夠進行分步滴定?;瘜W計量點時的pH?H++H2PO4-pKa1=2.12H3PO4H2PO4-
H++HPO42-pKa2=7.20HPO42-H++PO43-pKa3=12.3659滴定磷酸時化學計量點的pH計算第一化學計量點:
pH=4.66
第二化學計量點:
pH=9.78用溴甲酚綠和甲基橙(變色時pH4.3)、酚酞和百里酚酞(變色時pH9.9)混合指示劑,終點時變色明顯。60滴定多元酸過程的討論:(1)首先要考慮該酸能否進行分步滴定;(2)能夠直接滴定至多元酸的哪一級解離;(3)分步滴定必須滿足下列條件±0.1%的終點誤差,滴定突躍≥0.4pH
c0Ka1≥10-9(c0為酸的初始濃度)
Ka1/Ka2>104(4)測多元酸的總量,從強度最弱的那一級酸考慮,滴定可行性的條件與一元弱酸相同。
c0Kan≥10-8多元堿與多元酸的滴定相似,只需將Ka換成Kb
。614.6.2混合酸的滴定兩種弱酸(HA+HB)混合±1%誤差和滴定突躍≥0.4pH(1)測定其中較強的弱酸(如HA)需要滿足下列條件:
cHAKHA≥10-9
cHAKHA/cHBKHB>104(2)測定其中較弱的酸(如HB)需要滿足下列條件:
cHBKHB≥10-9
cHAKHA/cHBKHB>104強、弱混合?624.6.3混合堿的滴定NaOH,Na2CO3,NaHCO3,組成(定性/定量)。Na2CO3能否直接滴定,有幾個突躍?
H2CO3=H++HCO3-pKa1=6.38HCO3-
=H++CO32-pKa2=10.25
V1>V2:NaOH(V1–V2),Na2CO3(V2)
V1=V2:Na2CO3
V1<V2:Na2CO3(V1),NaHCO3(V2–V1)
V1=0:NaHCO3
V2=0:NaOH(動畫)63V1>V2
:NaOH,Na2CO3V1<V2
:
Na2CO3NaHCO3V1=0:
NaHCO3V2=0:
NaOHV1=V2
:
Na2CO364作業:p.84.思考題4、5、6、7、10、11(2)(不交,但必須會做);
p.84.習題1、2、3、4、565§4.7酸堿滴定法應用示例4.7.1硼酸的測定1.pKa=9.24,不能用標準堿直接滴定,2.與多元醇作用生成酸性較強的配合酸(pKa=4.26),可用標準堿溶液直接滴定,化學計量點的pH值在9左右。用酚酞等堿性中變色指示劑指示終點。664.7.2化合物中氮含量的測定1.蒸餾法
將銨鹽試液置于蒸餾瓶中,加過量濃NaOH溶液進行蒸餾,用過量的H3BO3溶液吸收蒸出的NH3:
NH3+H3BO3=NH+4+H2BO3-
用HCl標準溶液滴定反應生成的H2BO3-
,
H+
+H2BO3-=H3BO3
終點時的pH=5,選用甲基紅作指示劑。672.甲醛法反應式:
6HCHO+4NH4+=(CH2)6N4H++3H++6H2O
利用NaOH標準溶液滴定反應生成的4
個H+。
六次甲基四胺(CH2)6N4是一種極弱有機堿,應選用酚酞作指示劑。683.克氏(Kjeldahl)定氮法氨基酸、蛋白質、生物堿中的氮常用克氏法測定。將適量濃硫酸加入試樣中加熱,使轉化為CO2和H2O。N元素在銅鹽或汞鹽催化下生成NH4+,消化分解后的溶液中加入過量NaOH溶液,再用蒸餾法測定NH3。C、H濃H2SO4△CO2+H2O
N
催化劑NH4+
694.7.3硅含量的測定試樣處理過程:
SiO2——K2SiO3——K2SiF6↓——4HFKOH6HF熱H2O滴定生成的強酸HF;704.7.4酸酐和醇類的測定
1.(RCO)2O+H2O→2RCOOH
試樣中加入過量NaOH標準溶液,回流。多余的堿用標準酸溶液滴定,用酚酞或百里酚藍指示終點。2.利用酸酐與醇的反應(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH(CH3CO)2O(剩余)+H2O→2CH3COOH以NaOH標準溶液滴定二反應所生成的乙酸,再另取一份相同量的乙酸酐,使之與水作用,以NaOH標準溶液滴定。從兩份測定結果之差即可求得醇的含量。714.7.5醛和酮的測定1.鹽酸羥胺法(或稱肟化法)
鹽酸羥胺與醛、酮反應生成肟和游離酸。生成的酸用標準堿溶液滴定。溴酚藍指示終點。722.亞硫酸鈉法:
醛、酮與過量亞硫酸鈉反應,生成加成化合物和游離堿:生成的NaOH可用標準酸溶液滴定,采用百里酚酞指示終點。測定較多種醛和少數幾種酮。常用這種方法測定甲醛。73§4.8酸堿標準溶液的配制和標定
4.8.1酸標準溶液(1)常用HCl溶液配制;(2)常用的濃度為0.1mol·L-1;(3)間接法配制;(4)標定用的基準物:常用的有無水Na2CO3和硼砂;
Na2CO3:易獲得純品;易吸收水(270℃
左右干燥,然后密封于瓶),稱量誤差比硼砂大;硼砂:易制得純品、不易吸水、稱量誤差小。但當空氣中相對濕度小于39%時,容易失去結晶水,因此應把它保存在相對濕度為60%的恒濕器中。74
4.8.2堿標準溶液(1)常用NaOH溶液配制;(2)常用的濃度為0.1mol·L-1;(3)間接法配制;(4)標定用的基準物:H2C2O4·2H2O、KHC2O4、苯甲酸等。最常用的是鄰苯二甲酸氫鉀。
含有Na2CO3的標準堿溶液:用甲基橙作指示劑滴定強酸時,不會因Na2CO3的存在而引入誤差。為什么?用酚酞作指示劑滴定弱酸時,會引起一定的誤差。為什么?75§4.9酸堿滴定法結果計算示例例1:純CaCO30.5000g,溶于50.00mLHCl溶液中,用NaOH溶液回滴,計消耗6.20mL。1mLNaOH溶液相當于1.010mLHCl溶液。求兩種溶液的濃度。
解:6.20mL×1.010=6.26mL
與CaCO3反應的HCl溶液的體積實際為:
50.00mL-6.26mL=43.74mL
nHCl=2nCaCO376cHCl
=0.2284mol·L-1cNaOH=0.2307mol·L-177例2:
可能含Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4或其混合物,及惰性物質。稱取試樣2.000g,溶解后用甲基橙指示終點,以0.5000mol·L-1HCl溶液滴定時需用32.00mL。同樣質量的試樣,當用酚酞指示終點,需用HCl標準溶液12.00mL。求試樣中各組分的質量分數。解:滴定到酚酞變色時,發生下述反應:
Na3PO4+HCl=Na2HPO4+NaCl
滴定到甲基橙變色時,還發生了下述反應:
Na2HPO4+HCl=NaH2PO4+NaCl78設試樣中Na3PO4的質量分數量為wNa3PO4,可得:
wNa3PO4
=0.4917=49.17%甲基橙指示終點時,用去的HCl消耗在兩部分:中和Na3PO4和試樣中原有的Na2HPO4所需的HCl量,后者用去的HCl溶液體積為:
32.00mL-2×12.00mL=8.00mL
wNa2HPO4=0.2840=28.40%79§4.10非水溶液中的酸堿滴定為什么要進行非水滴定?(1)大部分有機化合物難溶于水;(2)弱酸、弱堿的解離常數小于10-8時,不能滿足目視直接滴定的要求,在水溶液中不能直接滴定;(3)當弱酸和弱堿并不很弱時,其共軛堿或共軛酸在水溶液中也不能直接滴定。80
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