酸碱滴定法

HIn（酸式色） H In（碱式色）
，讨论
[ H ][In ] K1 ，解离平衡常数表达式 [ HIn]
K1[ HIn] [H ] [ In ]

[ HIn] PH PK1 lg [ In ]
讨论：
a. 当 b. 当 时，呈酸式色，溶液pH≤pK1-1 时，呈碱式色，溶液pH≥pK1+1
定至酚酞无色时，用去 15.00mL ；接着加入甲基橙 指示剂，继续用 HCl标准溶液滴定至橙红色出现， 又用去3.00mL。问水样有何种碱度，其含量各为多 少？（分别以CaO、CaCO3计，mg/L）。
[解]:P=15.00mL，M=3.00mL， P>M , ∴水中有OH-碱度和CO32-碱度， OH-=P－M；CO32-=2M。
单色指示剂：酚酞 双色指示剂：甲基橙 复合指示剂(2种或2种以上)—变色范围窄，变色明显等优点 碱性范围指示剂：如酚酞 中性范围指示剂：如溴百里酚蓝 酸性范围指示剂：如甲基橙
酸碱指示剂的选择 ：
（1）指示剂的变色范围越窄越好，并部分或全部 落在滴定突跃范围之内。 （2）应选择在滴定终点时使溶液颜色由浅变深的 指示剂 。
3.5 水中的碱度和酸度 1.碱度
（1）碱度的定义
指水中所含能接受质子的物质的总量，即水中能
与强酸定量作用的物质总量，包括强碱、弱碱和强 碱弱酸盐等。
（2）碱度的组成
CO HCO OH 天然水中碱度的种类： 、 、 3

2 3
可构成5种组合形式：
1）OH 碱度 2）OH 和CO3 碱度 3）CO3 碱度 4）CO3 和HCO3 碱度 5）HCO3 碱度
HCO3 和OH 不能同时存在： HCO3 OH CO3 H2O 2

2
2
2


（3）碱度的测定
水样采集后分析前不能打开瓶塞，不能过滤，不能稀释和浓缩，当天测定。
连续滴定法 酸碱指示剂滴定法 分别滴定法 电位滴定法
连续滴定法测水中碱度
同一锥形瓶中，连续用酚酞和甲基橙作指示剂。
100
=600.60mg/L
CO32-碱度 =2M=6.00(mL)
CO3
2-碱度(CaO计，mg/L)=
C HCl 2M 28.04 1000 100 =168.24mg/L
CO3
2-碱度(CaCO
C HCl 2M 50.05 1000 3计， mg/L)= 100
=300.30mg/L
2.酸度 酸度是指水中的所含能够给出质子 的物质的总和，即水中所有能与强碱定 量作用的物质总量。
（１） 酸度的组成 组成水中酸度的物质可归纳为: 强酸：如HCl、H2SO4、HNO3等; 弱酸：如CO2、H2CO3、H2S及单宁酸 等各种有机 弱酸; 强酸弱碱盐：如FeCl3和Al2（SO4）3等三大类。
1 C (HCl)(V1 +V2 ) 100.09 A(以CaCO3计，mg/L) 2 1000 V水 1 0.0500 (6.50 10.40) 100.09 2 1000 100 422.9
答：此水样中含有CO32-，HCO3-两种碱度， 其总碱度为422.9mg/L。
OH-碱度（CaO计，mg/L）= =
C HCl .(P M ). 28 .04 1000 100
0.1000 (15.00 3.00) 28.04 1000 100
=336.48mg/L OH-碱度（CaCO3计，mg/L）= C HCl .(P M ). 50.05 1000
3
K w [ H3 O][OH ] [H ] [OH ]
H 式中水合质子H 3 O，简化为：
•
Ｋw水的自递平衡常数（水的离子积）：
K w 11014 (250 C) ， pKw=14
• •
共轭酸碱对：Ka· Kb=Kw，pKa+pKb=pKw=14 对于水以外的其他溶剂，Ka· Kb=Ks
总碱度（CaOmg/L） = 总碱度（CaCO3mg/L）= 2）碱度以mmol/L表示: 总碱度（mmol/L） =
C(P M ) 1000 V水
C ( P M )28.04 1000 V水
C ( P M )50.05 1000 V水
p108例：取水样100mL，用0.1000mol/LHCl溶液滴
C (共轭碱) pH pKw pKb lg C (共轭酸)
缓冲溶液的配制
• 1、选择适当的缓冲溶液，使配制溶液的pH值在有 效缓冲范围内（PH=pKa 1配成的溶液有足够的缓 冲容量）；
• 3、不干扰测定。
常用相同浓度的共轭酸碱溶液
进行完全。水中的HCO3-以及由CO32-滴定产生
的全部反应完全，HCl的消耗量为M(ml) ③ P和M的数值判断碱度的组成， 并且计算相应的含量。
碱度组成判断与表示
碱度表示 滴定体积 OHCO32HCO3总碱度T
P＞0，M=0
P＞M P=M P＜M P=0，M＞0
P
P-M 2M 2P 2P M- P M
c. 溶液PK1-1≤pH≤PK1+1,呈混合色 。
定义： （ pK1-1 ）到（ pK1+1 ）为指示剂的理论变化范
围，pK1为理论变色点。 实际变化范围比理论要窄，这是人眼辨色能力造成的。
例如： 甲基橙理论变色范围是2.46～ 4.46（实际3.1～4.4）； 酚酞理论变色范围是8.1～10.1（实际8.0～ 9.6）。 酸碱指示剂的分类 ：
OH H H 2O CO3 H HCO3 HCO3 H H 2CO3
2
pH值 7.0 （ 1） pH值 8.3 pH值 3.9 （2） （3）
反应按碱性由强到弱的顺序进行，即按式（1）、 （2）、（3）依次进行
测定步骤：
① 先加酚酞，当酚酞由红色→无色，反就（1）、 （2）进行完全，OH-完全被中和，CO32-只中和 了一半，HCl的消耗量为P(ml)； ② 继续加甲基橙，当甲基橙由黄→橙红，反应（3）
起溶液pH值发生明显变化的作用叫做缓冲作用。
具有缓冲作用的溶液，叫缓冲溶液。由足够浓 度的共轭酸碱对组成。 具有抗酸、抗碱、抗稀释作用！！！
缓冲溶液种类：
1)弱酸及其对应的盐： HAc－NaAc； H2CO3－NaHCO3 2) 多元弱 酸 的酸 式 盐及 其 对应 的次级盐： NaHCO3－Na2CO3 ； NaH2PO4－Na2HPO4 3)弱碱及其对应的盐： NH3－NH4Cl
（3）强碱滴定弱酸突跃范围在碱性范围，选择酚 酞等碱性范围的指示剂；强酸滴定弱碱突跃范围在 酸性范围，选择甲基红等酸性范围的指示剂；
例： 用NaOH滴定HCl：滴定终点时，酚酞★ 无色→红色，甲基橙 橙红→黄色 用HCl滴定NaOH：滴定终点时，酚酞 红色→无色，甲基橙★ 橙黄→橙红
3.4 酸碱滴定曲线
（2）酸度的测定
如果以甲基橙为指示剂，用 NaOH 标准溶液滴定 至终点 （pH=3.7）的酸度，称为甲基橙酸度，代表 一些较强的酸 —强酸酸度，适用于废水和严重污染 水中的酸度测定。
如果以酚酞为指示剂，用 NaOH标准溶液滴定至 终点pH=8.3 的酸度称为酚酞酸度，又叫总酸度，它 包括水样中的强酸和弱酸总和。主要用于未受工业 废水污染或轻度污染水中酸度的测定。
4．酸碱平衡中的组分浓度

平衡浓度：反应平衡时，水溶液中溶质某种型体 的实际浓度，用[ ]表示

分析浓度（量浓度，总浓度）：平衡型体浓度之 和，用C表示
例：在不同pH条件下，[Ac-]和[HAc]是变化的，但 ＣＨＡc＝[Ac-]+[HAc]不变
3.2 缓冲溶液
缓冲溶液：
能对抗外来少量强酸/强碱或稍加稀释不引
用0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 HCl。
滴定曲线：溶液pH 随滴定剂体积加入量（或中和百 分数T%）变化的曲线。 计量点前后0.1%之间的pH值的急剧变化，称为滴定 突跃。突跃所在的pH范围称为滴定突跃范围。
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1．强碱滴定强酸与强酸滴定强碱曲线形状相同，位置相反 2 ．滴定剂初始浓度增加（减少）一个数量级，滴定突跃范 围增加（减少）2个pH单位 3．强碱滴定强酸的突跃范围大于强碱滴定弱酸的突跃范围 4 ．用酸碱指示剂法进行强碱滴定弱酸（强碱滴定弱酸）的 条件：Csp×Ka≥10-8或Csp×Kb≥10-8 ，（计量点时酸浓度） 5．通过化学反应改善弱酸或弱碱性，可采用4种强化措施， 络合、金属离子强化、沉淀、氧化还原。
4、某碱样为NaOH和Na2CO3的混合液。用HCl标准溶液滴定。 先以酚酞为指示剂，耗去 HCl溶液体积为 V1 ，继以甲基橙为 指示剂，又耗去HCl溶液体积为V2。V1与V2的关系是： C A、V1=2V2； B、2V1=V2； C、V1>V2；D、V1<V2。 5 、 HPO42-的共轭碱是: B A、H2PO4-; B、PO43-; C、 H3PO4; D、OH6.某NaOH标准溶液，在保存过程中吸收了少量的CO2，若用此标 准溶液来标定HCl溶液浓度，以酚酞为指试剂,问所测得的 HCl溶液浓度结果（ A ） A偏高 B 偏 低. C不影响 D不确定 7、某水样碱度组成为含CO32-碱度为0.0010mol/L,HCO3-碱度为 0.0020mol/L,则总碱度以CaCO3计为（ c） A。2.0 mmol/L; B。 1.5 mmol/L; C。 3.0 mmol/L; D。 2.5 mmol/L
缓冲溶液pH值计算
1)弱酸－弱酸盐
Ca C (共轭酸) pH pKa lg pKa lg Cb C (共轭碱)
2)弱碱－弱碱盐：
C Cbb pKb - lg pOH pK l g pOH pKbb - lg pKb - lg C Caa