北京大学化学与分子工程学院：《分析化学 Analytical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法 酸碱指示剂、酸碱滴定曲线和指示剂的选择、终点误差、酸碱滴定法的应用（刘锋、李娜、赵凤林）

35酸碱指示剂 甲基橙 Methyl Orange(MO)pK2=34 ( CH3)2N NN/S○顿 4.4 OHH+ 4.0橙 (CH3)2N =N—N 红 3.1

1 3.5 酸碱指示剂 甲基橙 Methyl Orange (MO) pKa=3.4 (CH3 )2N— (CH3 )2N= —N=N— H =N—N— —SO3 - —SO3 - OH- H+ + 4.4 黄 红 3.1 4.0橙

甲基橙的x-pH图 红 3.14.4 黄 0.91 0.8 0.668 0.5 0.34 0.2 0.09 0.0 0 8 ph pK=34,pT=4.0(滴定指数)2

2 甲基橙的 x - pH 图 0 2 4 6 8 pH pKa=3.4, pT=4.0(滴定指数) 红 3.1 4.4 橙 黄 0.66 0.34 0.91 0.09 0.8 0.2 1.0 0.5 0.0 x

甲基红 Methyl red(MR)pK2=5.0 6.2 COO 黄 NEN -NCH 3 CH 3 oH 5.0 橙 t CH N—N N C COOH 红 3

3 甲基红 Methyl Red (MR) pKa=5.0 —N=N— —N CH3 CH3 CH 3C H3 —N—N= =N COO￾COOH H + OH- H+ 6.2 黄 红 4.4 5.0橙

酚酞 Phenolphthalein(PP)pKn=9.1 HO OH“Q O C OH CoO·H 80无色 粉红9.0 红色96

4 酚酞 Phenolphthalein (PP) pKa=9.1 OH - O C C O COO - COO - HO OH OH￾H+ 8.0无色 粉红9.0 红色9.6

3.14.4 MO 4.0 pT pK = 3.4 4.46.2 MR 5.0 pT=PKa 8.09.6 PP pk2=91 9.0

5 MO 3.1 4.4 4.0 pT pKa=3.4 4.4 6.2 5.0 pT=pKa MR 8.0 9.6 pKa= 9.1 9.0 PP

混合指示剂 甲基红+溴甲酚绿 5.0--5.1 5.2 暗红灰 绿 用于Na2CO标定HC时指示终点 由于颜色互补使变色间隔变窄,变色敏锐

6 混合指示剂 甲基红+溴甲酚绿 5.0------5.1-------5.2 暗红 灰 绿 用于Na2CO3标定HCl时指示终点 由于颜色互补使变色间隔变窄, 变色敏锐

3.6酸碱滴定曲线和指示剂的选择 3.6.1强酸碱滴定(0.1000molL1NaOH 20.00mL滴定01000molL1HC 滴定前:[H]=c(H)=0.1000moL1 sp前:c(H)(H)-c(OH)·(OH V(H)+y(OH) Sp: H]=OHl=√kw=1020 sp后:OH=cOH).(OH)-c(H)·v(H) V(H)+V(OH

7 3.6 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 3.6.1 强酸碱滴定（0.1000 mol·L-1 NaOH 20.00 mL滴定 0.1000 mol·L-1 HCl） 滴定前: [H+ ] = c(H+ ) = 0.1000 mol·L-1 sp前: (H ) (H ) (OH ) (OH ) [H ] (H ) (OH ) c V c V V V + + − − + + −  −  = + sp: 7.00 [H ] [OH ] 10 Kw + − − = = = sp后: (OH ) (OH ) (H ) (H ) [OH ] (H ) (OH ) c V c V V V − − + + − + −  −  = +

01000 mol L-I Naoh滴定20.00mL0.1000molL1 HCI m/%/剩余HC过量 Naoh NaoH pH H]计算 0.00 0 20.00 100滴定前:H=c(HC 18.0090.0200 228sp前:|H c(H*). V(H*)-C(OH V(OH 19.8099.00.20 3.30 V(H)+V(OH 1998999 0.02 4.30 200100000165:Hr]=oH1 突 =10-7.00 20.02100.1 0.029.70 20.201010 0.201070s后:OHl 2200110.0 2.00 11.68 F(OH) V(OH )-c(H+).V(H 40.0200.0 20.001252 V(H)+y(OH

8 0.1000mol·L-1 NaOH滴定 20.00mL 0.1000mol·L-1 HCl NaOH mL T% 剩余HCl mL 过量 NaOH pH [H+ ]计算 0.00 0 20.00 1.00 滴定前: [H+ ] = c(HCl) 18.00 90.0 2.00 2.28 sp前:[H+ ] = 19.80 99.0 0.20 3.30 19.98 99.9 0.02 4.30 sp: [H+ ] = [OH- ] = 10-7.00 20.00 100.0 0.00 0.00 7.00 20.02 100.1 0.02 9.70 20.20 101.0 0.20 10.70 sp后: [OH- ] = 22.00 110.0 2.00 11.68 40.00 200.0 20.00 12.52 (H ) (H ) (OH ) (OH ) (H ) (OH ) c V c V V V + + − − + −  −  + (OH ) (OH ) (H ) (H ) (H ) (OH ) c V c V V V − − + + + −  −  + 突 跃

滴定曲线 0.10 molL. 0.10molL-1 HCI Naoh 0.10molL112 0.10 mol L-I Naoh 10 HCI 9.7sp+0.1% 8 PP 8.0 PP8.0 突 6 MR*62跃 PP9.0 MR5.0 3)0-901% 5.0 4. MR6.2 4 MO MO4.4 2 0 50 100 150 200 T%o

9 0.10 mol·L-1 HCl ↓ 0.10 mol·L-1 NaOH PP 8.0 MR 5.0 7.0 4.3 9.7 0 2 4 6 8 10 12 14 0 50 100 150 200 滴定曲线 0.10 mol·L-1 NaOH ↓ 0.10 mol·L-1 HCl PP 9.0 MR 6.2 MO 4.4 *9.0 PP 8.0 *6.2 *4.4 MR MO 5.0 4.0 sp-0.1% 突 跃 sp+0.1% 3.1 T/% pH

不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 Naoh 10 97 9.0PP HCI 8.7 8 7.0 浓度增 6 6.2 大10倍, 5,3 4.4 5.0 突跃增 4.31 ¨3 …MO4.0 加2个 0.01molL-1 3.1 0.1molL-l pH单位 1mol. L-l 50 100 150200T9

10 不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 NaOH ↓ HCl 7.0 5.3 8.7 4.3 9.7 10.7 3.3 0 2 4 6 8 10 12 14 0 50 100 150 200 T/ % pH 0.01mol·L-1 1mol·L-1 0.1mol·L-1 9.0 PP 3.1 6.2 4.4 5.0 4.0 MR MO 浓度增 大10倍, 突跃增 加 2个 pH单位