③强碱pH=b,加水稀释10n倍,则pH=b-n。
④弱碱pH=b,加水稀释10n倍,则pH>b-n。
⑤酸、碱溶液无限稀释时,pH只能约等于或接近于7,酸的pH不能大于7,碱的pH不能小于7。
⑥对于浓度(或pH)相同的强酸和弱酸,稀释相同倍数,强酸的pH变化幅度大。
3.酸碱混合计算
(1)两种强酸混合
c(H+)混=
注意:
当二者pH差值≥2,[c(H+)]相差100倍以上时,等体积混合时可用近似规律计算,pH混≈pH小+0.3.
(2)两种强碱混合
c(OH-)混=
注意:
当二者pH差值≥2,[c(OH-)]相差100倍以上时,等体积混合时可用近似规律计算,pH混≈pH大-0.3.
(3)强酸、强碱混合,
①强酸和强碱恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7.
②酸过量:
先求c(H+)余=,再求pH。
③碱过量:
先求c(OH-)余=,再求c(H+)=,然后求pH。
(4)酸碱中和反应后溶液pH的判断:
①当酸与碱pH之和为14,等体积混合后(常温下)
若为强酸与强碱,混合后pH=7
若为强酸与弱碱,混合后pH>7
若为弱酸与强碱,混合后pH<7
规律:
谁弱谁过量,谁弱显谁性。
当酸与碱pH之和为14,说明酸碱恰好可以中和。
【问题】室温时,下列溶液等体积混合后,溶液pH是大于7、小于7、等于7、还是无法判断?
①0.1mol·L-1的盐酸溶液和pH=13的氢氧化钡溶液
②0.1mol·L-1的硫酸溶液和pH=13的氢氧化钠溶液
③pH=1的盐酸溶液和0.1mol·L-1的氨水溶液
④pH=1的硫酸和0.1mol·L-1某一元碱溶液{溶液中[OH-]∶[H+]=1×108}
⑤pH=3的醋酸溶液和0.001mol·L-1的氢氧化钠溶液
⑥pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水溶液
⑦pH=3的硫酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液
⑧pH=3的某酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液
⑨pH=3的盐酸溶液和pH=11的某碱溶液
⑩pH=3的某酸溶液和pH=11的某碱溶液
【解析】①pH=7②pH﹤7。
③pH=1的盐酸和0.1mol·L-1的氨水溶液恰好完全中和,生成NH4Cl强酸弱碱盐水解呈酸性,pH﹤7。
④0.1mol·L-1某一元碱的[OH-]=1×108×[H+]=108×10-14(mol·L-1)2/[OH-],[OH-]=10-3 mol·L-1,故该一元碱是弱碱,pH﹤7。
⑤pH﹤7。
⑥pH﹥7。
⑦pH=7。
⑧混合后溶液pH≤7。
⑨混合后溶液pH≥7。
⑩某酸与某碱的强弱情况均未知,故混合后溶液的酸碱性无法判断。
②强酸(pH1)和强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:
a.若pH1+pH2=14,则V酸=V碱
b.若pH1+pH2≠14,则
知识点四pH的应用酸碱中和滴定
1.概念:
用已知物质的量的浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。
2.原理:
根据酸碱中和反应的实质是:
H++OH-=H2O
在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时:
有n(H+)=n(OH-)即c酸V酸=c碱V碱
例:
用0.1230mol/L的NaOH溶液滴定25.00mL未知浓度的硫酸溶液,滴定完成时用去NaOH溶液27.84mL。
计算待测硫酸溶液的物质的量浓度。
3.滴定的关键
①准确测定参加反应的两种溶液的体积
②准确判断完全中和反应终点
4、酸碱中和滴定指示剂的选择
⑴原则:
①终点时,指示剂的颜色变化明显、灵敏②变色范围与终点pH接近
⑵酸碱指示剂:
常用指示剂及变色范围
指示剂
甲基橙
石蕊
酚酞
变色范围pH
3.1~4.4
5.0~8.0
8.2~10.0
溶液颜色
红→橙→黄
红→紫→蓝
无色→浅红→红
滴定种类
选用的指示剂
达滴定终点时颜色变化
指示剂的用量
滴定终点的判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2-3滴
当指示剂刚好变色,并在半分钟内不褪色,即认为以达到滴定终点
酚酞
红色→无色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
强碱滴定强酸
甲基橙
红色→橙色
酚酞
无色→粉红色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→粉红色
①强酸强碱间的滴定:
酚酞溶液、甲基橙
②强酸滴定弱碱:
由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,所以选用甲基橙作指示剂
③强碱滴定弱酸:
由于生成强碱弱酸盐使溶液显碱性,所以选用酚酞作指示剂
5、中和滴定仪器的特点和使用方法
⑴需用的仪器及用途
酸(碱)式滴定管:
用来滴定和准确量取液体体积;锥形瓶:
反应器。
铁架台、滴定管夹、烧杯、(白纸)
⑵酸(碱)式滴定管
①结构特点:
a.酸式玻璃活塞盛酸性溶液、强氧化性试剂
碱式橡皮管玻璃球盛碱性溶液
b.零刻度在上方,最大刻度在下,最小刻度0.1mL,精确度0.01mL
②规格:
25ml50ml等
③用途:
中和滴定(精确测定);精确量取溶液的体积(两次读数差)
④使用注意:
a.先检查是否漏水,再用蒸馏水洗涤,最后用待盛溶液润洗。
b.酸式滴定管:
中指内扣,防活塞拉出
c.碱式滴定管:
拇指和食指挤压玻璃球上部的橡皮
4、中和滴定的基本操作和步骤
操作过程:
(1)查漏
(2) 洗涤
(3) 润洗(4) 灌液
(5) 赶气泡(6) 调节液面
(7) 滴定(8)数据记录
(9) 复滴(10) 计算
⑴准备
①查漏:
检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活;
②洗涤:
滴定管先用水洗净后,再用少量待装液润洗2-3次;
锥形瓶:
只用蒸馏水洗,也不必干燥
③装液:
用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中,使液面高于刻度2-3cm
④赶气泡:
酸式:
快速放液
碱式:
橡皮管向上翘起
⑤调液面:
调节滴定管中液面在0或0刻度以下
⑵滴定:
①往锥形瓶中加入2~3滴指示剂。
②操作要求:
左手控制滴定管的活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛注意观察锥形瓶中的溶液颜色的变化。
应读到小数点后两位
③终点:
指示剂变色,且在半分钟内不恢复。
滴定操作:
左手:
控制活塞
右手:
振荡锥形瓶
眼看:
锥形瓶中溶液颜色变化
滴定终点:
当滴入最后一滴时,指示剂的颜色突然改变,且30秒内不立即褪去或反滴一滴待测液颜色又复原,再读数。
重复滴淀操作2到3次,取平均值。
⑶读数:
视线应液面凹面最低点水平相切。
滴定管读数时,要精确到0.01mL。
按上述要求重复滴定2~3次。
⑷计算:
求平均值
操作注意事项
(1)滴速:
先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
(2)终点:
最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。
(3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
注意.酸碱中和滴定中应注意哪些问题?
①准确量取待测液25.00ml于锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞,振荡。
②把锥形瓶放在酸式滴定管下面,在瓶底垫一张白纸,小心滴入酸液,边滴边摇动锥形瓶,直至滴入一滴酸液,溶液由红色变为无色,并在半分钟内不褪去为止。
③记录滴定后液面刻度。
④重复上述操作一至两次。
指示剂变色时即“达到了滴定的终点”,通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差),通常认为此时即达到了反应的终点——即“恰好中和”。
5、误差分析⑴分析原理:
(标准酸滴定未知碱)
滴定过程中任何错误操作都可能导致C标、V标、V测的误差,但在实际操作中认为C(标)是已知的,V(测)是固定的,所以一切的误差都归结为V(标)的影响,
V(标)偏大则C(测)偏大,V(标)偏小则C(测)偏小。
1.用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的碱溶液(取一定量的NaOH溶液于锥形瓶中,滴2滴甲基橙作指示剂),试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响?
滴定前
滴定后
读出值
实际值
滴定前
滴定后
实际值
读出值
1)酸式滴定管用水洗后便装液体进行滴定;——高
2)锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水;——无影响
3)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗——高
4)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,误用盐酸润洗;——低
5)盐酸在滴定时溅出锥形瓶外;——高
6)待测液在振荡时溅出锥形瓶外;——低
7)滴定终点时,滴定管仰视读数;——高
8)滴定终点时,滴定管俯视读数;——低
9)记录起始体积时,仰视读数,终点时平视——低
10)记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视;——低
11)滴加盐酸,橙色不足半分钟即褪色;——低
12)滴加盐酸,溶液变为红色;——高
13)滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失;——高
14)滴定前,酸式滴定管无气泡,滴定后产生气泡;——低
15)滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体;——高
16)移液管用蒸馏水洗净后,就用来吸取待测液;——低
17)碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液;——低
18)在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。
——低
19)滴定前仰视,滴定后俯视,——低
20)滴定前俯视,滴定后仰视,——高
思考:
滴定管和量筒读数时有什么区别?
滴定管的“0”刻度在上面,越往下刻度值越大,而量筒无零刻度,并且越往上刻度越大;记录数据时滴定管一般到0.01mL,而量筒仅为0.1mL。
下列为不正确操作导致的实验结果偏差:
(考试中常出现)
(1)仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
(2)量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②
滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
(3)操作不当
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);
②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);
①滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
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