酸碱滴定中终点误差的计算
*任树林
(延安大学化学与化工学院,陕西 延安,716000) 摘要:根据酸碱滴定至化学计量点时溶液中存在的形体写出质子条件,然后由酸碱反应和酸碱滴定的关系式直接导出酸碱滴定误差公式。此公式为精确
表
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达式,还可以结合实际滴定体系做进一步简化处理得出近似计算式。该
方法
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简便、直观、易于理解和掌握。 关键词:酸碱滴定; 质子条件; 化学计量点; 滴定误差;
中图分类号:O651 文献识别码:A 文章编号:
酸碱滴定终点误差公式的导出和计算是
分析
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化学教学的重点和难点之一现行分析化学,
[1]教材采用了林邦误差公式。显然,林邦误差公式的形式会因酸碱滴定体系的不同而异,这
[2-5]样就给同学们的学习带来了一定的困难。对于终点误差的计算公式,推导的也方法很多,下面我们介绍一种较为简便的计算酸碱滴定终点误差的方法,供老师和同学们参考。 1.基本原理
在酸碱滴定中,通常用指示剂来确定终点。但是终点与化学计量点可能不一致,这样就带来滴定误差,也叫终点误差。它不包括滴定操作本身所引起的误差。例如用NaOH标准溶
- 液滴定HA弱酸,则以滴定至化学计量点时溶液中的酸碱组分HO和A写出质子条件: 2
,,,,,,H,,,HA,OH 。 spspsp
由于终点和化学计量点不重合,即滴入碱的物质的量不等于在化学计量点时被测物质所
,,,,,,,,H,HA,OH需要加入碱的物质的量,所以。 epepep
若在上式中加上一个校正项,c可使此式相等,,c是由于滴定剂产生的绝对滴定剂滴定剂
误差。根据滴定关系来确定校正项,c加在哪一边。原则是:滴定剂是酸加在右边~滴滴定剂
定剂是碱加在左边。如上例是:
,,,,,,H,Δc,,,HAc,OH。 epepepNaOH
由化学反应式知:滴定剂的绝对误差也等于弱酸ΔcNaOH,HA,NaA,HONaOH2
HA的绝对误差, ,cHA
,,,,,,OH,H,HAc,,cΔepepepHAc000 TE,,100,,100000epepccHAcHAc
作者简介:任树林(1957-),男,陕西米脂人,延安大学教授,硕士生导师。
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2.应用示例
2.1 强酸碱滴定
-1 -1用0.10mol?LHCl滴定0.10mol?L NaOH至甲基橙变色pH=4.0,求终点误差,
,,解:滴定到终点时的PBE: ,,,,H,Δc,OHepepHCl
,,cH,OH,,,,,epepNaOH000TE,,100,,100000 epepccNaOHNaOH
410,,1.0,10,1.0,10 0,,100,,0.20%00.050
一元弱酸碱滴定 2.2
-1-1用0.10mol?L HCl滴定0.10mol?L NH溶液至pH=4.0,计算终点误差, 3
–5-11ep解:NH的Kb=1.8×10, 滴定至终点时 : mol?L ,PBE为: 3c,,0.10,0.0503NH2
,, ,,,,H,Δc,OH,,,NHepepHCl3ep
,ep,10,,OHc 1.0,10,0.050epNH,7-13,,NH,,,2.8,10mol,L3ep,,10,5,,OH,K1.0,10,1.8,10epb
,,,,H,NH,,,OH,,c,epep3NHep 3TE%,,100%,,100%epepccNHNH33
,4,7,101.0,10,2.8,10,1.0,10,,100%,,0.20% 0.050
2.3 多元弱酸碱滴定
-1-1用0.10mol?L NaOH滴定0.10mol?L HPO至甲基橙变黄(pH=4.4)和百里酚酞显蓝34色(pH=10.0)时的终点误差,
,3,8,13解:HPO的 Ka,7.6,10,Ka,6.3,10,Ka,4.4,1034123
HPO滴定至第一化学计量点:, NaOH,HPO,NaHPO,HO3434242
11,,,,, pH,pKa,pKa,2.12,7.20,4.661222
HPO滴定至第二化学计量点:, 2NaOH,HPO,NaHPO,2HO3434242
11,,,,, pH,pKa,pKa,7.20,12.36,9.782322
1-1epa.滴定至pH=4.4时: mol?L,PBE为: c,,0.10,0.050HPO342
23,,,, ,,,,,,,,,,HPO,H,Δc,OH,HPO,2POepep34NaOH44epepep
2
3,, 当pH=4.4时,溶液中的 和 都较小,可忽略为: ,,,,POOHep4ep
2 ,,,,,,,,HPO,H,Δc,,HPOep34NaOH4epep
3ep,H,,cHPO34HPO,,,34ep32,,, ,,,,,,H,KH,KKH,KKKaaaaaa112123
,146.3,10,0.050,4-1,,2.6,10mol,L,14,11,14,22 6.3,10,1.2,10,1.9,10,2.1,10
ep, KKH,,caaHPO2,1234HPO,,,4ep32 ,,,,,,,,,H,KH,KKH,KKKaaaaaa112123 ,141.9,10,0.050,5-1,,7.9,10mol,L ,14,11,14,226.3,10,1.2,10,1.9,10,2.1,10
2,,c,,,,,HPO,HPO,H,,HPOep434epep34TE%,,100%,,100% epepccHPOHPO3434 ,5,4,57.9,10,2.6,10,4.0,10,,100%,,0.44% 0.050
1-1epb.滴定至pH=10.0时 mol?L,PBE为: c,,0.10,0.033HPO343
3,,,, ,,,,,,,,,,2HPO,HPO,H,Δc,OH,POepep3424NaOH4epepep
, 当pH=10.0时,溶液中的 和 都较小,可忽略为: ,,HPO,,H34epep
3 ,,,,,,,,,HPO,Δc,OH,POep24NaOH4epep
epKKKcaaaHPO3,12334 PO,,,4ep32,,,,,,,,,H,KH,KKH,KKKaaaaaa112123
,22-12.1,10,0.033,4 mol?L, ,,1.4,10,30,23,20,221.0,10,7.6,10,4.8,10,2.1,10
2ep,KH,,c aHPO,134HPO,,,24ep32,,,,,,,,,H,KH,KKH,KKK aaaaaa112123
,237.6,10,0.033,5-1,,5.2,10 mol?L, ,30,23,20,221.0,10,7.6,10,4.8,10,2.1,10
3,,,,,,,,,OH,PO,HPOep,c424epep,cHPO34NaOH,,100% TE%,,100%,,100%epepepc2c2cHPO34HPOHPO3434
,4,4,5 1.0,10,1.4,10,5.2,10,,100%,0.29%2,0.033
3
2.4 混合酸碱滴定
-1-1-1 用0.20mol?L NaOH滴定0.20mol?L HAc和0.20mol?L HBO的混合溶液至酚红33变色(pH=8.0),求此时的终点误差,
,10,5解:HAc的,HBO的, K,5.8,10K,1.8,1033HBOHAc33
,8,81010 由于?,?,所以只有HAc能够被准确滴定, cKcKHBOHBOHAcHAc3333
-1终点时:==0.10 mol?L,PBE为: ccHBOHAc33
,,,,,,,,,H,Δc,,,HAc,OH,HBO epepepNaOH44ep
,ep,8,,Hc1.0,10,0.10epHAc-1,5mol?L, ,,HAc,,,5.6,10ep,,8,5,,H,K1.0,10,1.8,10epHAc
ep,10K,c5.8,10,0.10HBOHBO-1,,33333,,HBO,,,5.8,10mol?L, 44ep,,8,10,,H,K1.0,10,5.8,10epHBO33
,,,OH,HBO,H,HAc,,,,,,,,c,epepep44epHAc000 TE,,100,,100000epepccHAcHAc
,6,3,8,51.0,10,5.8,10,1.0,10,5.6,10,,100% ,0.58%0.10
参考文献:
[1] 武汉大学主编.分析化学[M].北京:高等教育出版社(第五版),2006,147-152. [2] 林训忠.酸碱滴定误差公式的简易导出[J].湖南学院学报,2007,28(5):59-61. [3] 雷良萍. 酸碱滴定终点误差计算通式[J].大学化学,1988,3(1):55-57. [4] 郑瑛,陈培丰.酸碱滴定误差公式推导的一种简便方法[J].福建师范大学学报(自然科学版),1998,14(2):102-106.
[5] 柏云杉.准确计算酸碱滴定中终点误差的简捷方法[J].江苏广播电视大学学报,1994,12(4):20-26.
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