大家好,今天這節課我們要一起來學習酸堿中和滴定。
我們知道在研究物質的時候,常常需要對物質進行定性的分析以及定量的分析。
定性的分析呢就是确定物質的成分,例如元素啊、無機物所含的離子啊、有機物包含的觀能團等等。定性分析它對于數據的精準度沒有那麼高,主要是包括一些式樣的外表觀察以及準備、溶解這樣簡單的實驗等等。但是在研究的過程當中,我們還有一種很重要的方法叫做定量分析,也就是說這個時候我需要測定某一種物質中具體一種元素或一種離子,或者是一種官能團各個成分的含量。好。那根據分析方法的不同,定量分析又可以分成化學分析法以及儀器分析法。化學分析法呢就是利用化學反應以及方程式之間彼此的計量的對應關系進行分析。而儀器分析法就是借助特定的儀器對物質進行定量分析的方法。取樣多少的不同呢?定量分析還可以進一步細分,比如有常量分析、半微量分析、微量分析以及超微量分析等等。在整個的定量分析過程當中,由于實驗會存在着一定的誤差,所以我們要對數據進行處理及介紹了這麼多定性分析以及定量分析。
那麼我們今天要講的酸堿中和滴定呢,它就是一種定量分析的方法,指的是用已知物質的量濃度的酸或者是堿,通常我們把已知濃度的這樣的酸和堿叫做标準溶液,去測定未知物質的量濃度的酸和堿,我們把它叫做待測溶液,這樣的方法叫做酸堿中和滴定。原理也非常簡單,氫離子和氫氧根反應生成水,這裡要求氫離子和氫氧根的物質量都是一摩爾,這樣我們在滴定達到終點,也就是酸和堿恰好完全反應的時候,能夠得到兩者的物質量是相等的關系量。取一定體積的待測液,用已知濃度的這種标準液去滴定,記錄所消耗的标準液的體積,這樣我們就能夠測出待測液的物質的量濃度了。所以整個的原理很簡單,利用到的公式如圖所示。
教材為我們提供了這樣一個實驗,用鹽酸這種已知濃度的标準溶液去滴定二十五毫升未知濃度的氫氧化鈉溶液,分了三次進行,我們會取三次鹽酸溶液這種體積有一個均值,再利用這個均值去算得消耗的氫氧化鈉這種物質的體積,最後來求取氫氧化鈉的物質的量濃度。
所以在整個實驗的過程當中,計算這一個環節也是很重要的。第一、請關注三次滴定的數據,我們要求取一個平均值。第二、消耗的酸和堿,他們的物質的量是相等的。借助物質的量相等,求取待測液的濃度,計算很簡單。理論的部分過去之後,我們就要走入下一個實驗的環節。
那麼如何來準确地去測量标準液和待測液的體積呢?怎樣判定滴定達到了終點呢?這裡就需要我們介紹一種新的儀器,它叫做滴定管,用酸、堿指示劑來幫助我們通過顔色的變化去确定滴定終點的到達。
酸式滴定管和堿式滴定管的構造如圖所示,這裡請大家關注,尤其是下面這個部分,而且這兩種滴定管它們的零刻度都是位于最上方的。在整個滴定管的表面标注了它的使用規格、溫度以及刻度,零刻度在上啊,最小的分度能夠達到零點一毫升,可以孤獨到零點零一毫升。酸式丁丁管呢它是帶有玻璃活塞的,可以用來裝酸性、中性以及強氧化性的溶液。但是酸式滴定管是不可以成裝堿性溶液的。堿性滴定管呢它隻能裝堿性的溶液啊,一般來講是帶有玻璃球的這種膠管,怎麼去使用這個滴定管呢?
和其他的儀器相同,使用前一定要檢漏,就是看它是不是漏水。第二個是要潤洗儀器,這裡請大家注意,在加入反應液之前,潔淨的這種滴定管要用橙裝的。那種溶液潤洗兩到三次,否則會造成食鹽的誤差。加入反應液是頁面位于低定烷刻度就是零刻度二到三毫升的地方,起始的時候讀數啊,滴定管下面放一個燒杯來調節活塞,使低定尖嘴的這個位置充滿反應液,并且使液面處于0刻度。這也是為什麼我們在加入反應液的時候,要在0刻度上方二到三毫升處。
滴定試劑,我們一般選用的指示劑是甲基橙或者是酚肽,這裡也列出了常見酸堿指示劑的一些變色範圍,大家僅供參考。問到最多的一個問題就是為什麼我們不用石蕊去做指示劑呢?大家可以。去看見石蕊,它的顔色變化呢不明顯,從而造成低定誤差的變大。
實驗數據的處理,我們可以借助這樣的圖表,比如縱坐标是pH,橫坐标代表切換它的體積。我們會觀察到快到低定終點的時候,它有一個突變的範圍。
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