中和滴定误差分析

中和滴定误差分析
酸碱中和滴定是中学化学实验中的重要定量实验，特别是其实验误差分析是学生学习和掌握本实验的重点和难点。

在教学中，学生遇到有关实验误差分析总会出现困惑，直接影响到学生对实验结果的准确判断和相关问题的解决。

那么酸碱中和滴定的误差如何分析？为突破这一教学难点，在教学中，首先引导学生从酸碱中和滴定原理入手，理解中和滴定原理，即：酸提供的H+的物质的量与碱提供的OH-的物质的量相等。

然后把原理公式化，即：C(待)＝k·C(标)·V(标)/V(待)（k表示酸碱反应的物质的量之比）。

其次在误差分析中，明确公式中的K、V(待)和
C(标)均为确定量，只有V(标)是变量，C(待)和V(标)成正，实验中引起的各种误差，只要造成V(标)偏大的所得C(待)都偏高，反之偏低。

把引起误差因素最终归到V(标)的变化上，再进行实验误差分析。

误差产生的方方面面归纳如下：
一、中和滴定的误差来源
　1．仪器误差的来源
仪器检查不彻底，滴定管漏液；滴定管使用前没有润洗而锥形瓶误被润洗；注入液体后滴定管下端留有气泡；读数时滴定管等量器与水平面不垂直、液面不稳定、仰视（或俯视）刻度；液体温度与量器所规定的温度相差太远。

2．操作误差的来源
①滴定中左手对酸式滴定管旋塞控制不当，旋塞松动导致旋塞处漏液；使用碱式滴定管时，左手拿住橡皮管中玻璃球用力挤压或按玻璃球以下部位，导致放手时空气进入出口管形成气泡。

②右手握持锥形瓶没有摇动，待测液反应不完全或摇动时前后振荡溅出液体。

③滴定时流速过快，锥形瓶中液体被溅出，也可能使标准溶液滴加过量。

④锥形瓶下没有垫白纸作参比物，对锥形瓶中溶液颜色变化反应不灵敏，使终点滞后。

⑤锥形瓶中溶液变色后立即停止滴定，待测液可能未完全反应。

⑥滴定停止后，立即读数产生误差，应等1min～2min到滴定管内壁附着液
体自然流下再行读数。

⑦进行平行测定，两次滴定所用标准液体积相差超过0.02mL，仍取平均值计算，产生误差
3．终点误差（或指示剂误差）的来源。

①指示剂用量为2～3滴为宜，指示剂用量过多或浓度过大，使其变色迟钝，同时指示剂本身也消耗过多滴定剂。

②强酸滴定强碱时，用酚酞作指示剂，也可选用甲基橙作指示剂。

③强酸滴定弱碱时因生成的盐水解，滴定终点时溶液显酸性（应选择甲基橙作指示剂）。

同理，强碱滴定弱酸在滴定终点时溶液呈碱性（应选择酚酞作指示剂）。

石蕊一般不单一作中和滴定的指示剂（它的变色范围覆盖了酸性、中性、碱性）。

若指示剂选用不当，滴定终点与滴定终点差距大，则产生误差。

　4．标准溶液误差的来源
　①标准溶液浓度的大小造成的误差来源。

滴定所需标准溶液体积的大小，滴定管读数的相对误差较大。

一般使用的体积控制在20mL～24mL的范围内，使滴定管的读数误差不大于1‰，为此应使用适当浓度的标准溶液，从而控制标准溶液的体积。

②标准溶液的配制不规范造成的误差来源。

③标准液受到污染或变质。

二、中和滴定的误差分析（待测液放在锥形瓶中，标准液放在滴定管中的情况）
一元酸碱恰好中和时，有关系式：c(标)·V(标)＝c(待)·V(待)，即：c(待) ＝c(标)·V(标)/V(待)。

因c(标) 、V(待)在计算时不变，
故c(待)只受V(标)影响，V(标) 偏高c(待)偏高，反之相反。

根据产生误差的来源，可从以下几方面分析：
1、仪器洗涤不当
酸碱中和滴定实验中，滴定管、移液管和锥形瓶都要用蒸馏水洗净，且滴定管、移液管还要用待装液润洗2～次，锥形瓶不润洗。

若洗涤不当就会引起误差，如：
（1）.滴定管蒸馏水洗后未用标准液润洗，就直接装入标准液，造成标
准液稀释，溶液浓度降低，滴定中消耗V(标)偏大，C(待)偏高。

（2）.盛待测液滴定管或移液管水洗后，未用待测液润洗就取液加入锥形瓶，造成待测液被稀释，V(标)偏小，C(待)偏低。

（3）.锥形瓶水洗后，又用待测液润洗，再取待测液，造成V(标)偏大，C(待)偏高。

（4）.滴定前，锥形瓶用水洗涤后，或锥形瓶中残留水未干燥，或取完待测液后再向锥形瓶中加点水便于观察，虽然V(待)增大，但C(待)变小，其物质的量不变, 无影响。

2、读数不当
在读数时，应将滴定管直立在水平面上，两眼平视，视线与液面凹面最低处水平相切。

滴定管刻度“0”点在上，且由上到下刻度由小到大，若读数不当就会引起误差：“仰视”滴定管内液面，视线下移，导致V标偏大，测C测偏高；“俯视”读数，视线上移，导致V标偏小，则C测偏低。

即：
（1）.盛标准液的滴定管，滴定前仰视滴定管读数，滴定后平视滴定管读数, 造成V(标)减小,C(待)偏低。

（2）.盛标准液的滴定管，滴定前平视滴定管刻度线，滴定终了仰视刻度线，读数偏大，造成V(标)偏大，C(待)偏高。

（3）.盛标准液的滴定管，滴定前平视滴定管刻度线，滴定终了俯视刻度线，读数偏小，造成V(标)减小，C(待)偏低。

（4）.盛标准液的滴定管，滴定前仰视滴定管刻度线，读数偏大，滴定后俯视刻度线，读数偏小。

造成V(标)减小，C(待)偏低。

3、操作不当
在实验的过程中，要按照酸碱中和滴定实验规定的具体要求，进行规范的操作，常见的由于操作不当引起的误差主要有：
（1）.用滴定管取待测液时，滴定管尖嘴处有气泡未排出就取液加入锥形瓶，由于气泡填充了部分待测液， 使得待测液体积减小，造成滴定时V(标)偏小，则C(待)偏低。

（2）.滴定前，液面在“0”刻度线之上，未调整液面，造成V(标)偏小，C(待)偏低。

（3）.移液管悬空给锥形瓶放待测液, 使待测液飞溅到锥形瓶外，或在瓶壁内上方附着，未被标准液中和，造成滴定时V(标)偏小, C(待)偏低。

（4）.移液管下端的残留液吹入锥形瓶内, 使待测液体积偏大，消耗的V(标)偏大, C(待)偏高。

（5）.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，部分标准液用来填充气泡所占体积，造成V(标)偏大，C(待)偏高。

（6）.滴定前滴定管尖嘴部分无气泡，滴定后产生气泡，消耗液体的体积被气泡占据，V(标)偏小，则C(待)偏低。

（7）.滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外或盛标准液滴定管漏液，造成V(标)偏大，C(待)偏高。

（8）.滴定达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液,造成实际进入锥形瓶的标准液减小，使V(标)偏大，C(待)偏高。

（9）.溶液变色未保持30秒，即停止滴定，结果溶液又恢复原来的颜色，造成V(标)减小，C(待)偏低。

（10）.滴定过快成细流，立即读数，造V(标)偏大，C(待)偏高
4、指示剂选择不当
（1）用强酸滴定弱碱，指示剂选用酚酞。

由于酚酞的变色范围在8.2～10之间,造成消耗强酸V（标）偏小，C(待)偏低。

（2）用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙。

由于甲基橙的变色范围在3.1～4.4之间,造成消耗强碱V（标）偏小，C(待)偏低。

5、来自配制标准液产生的误差
例如，配制0.1mol/L的NaOH标准溶液500mL，需要NaOH质量 2.0g (1)NaOH已部分潮解（偏高） (2) 砝码有油污（偏低）
(3)NaOH中含有杂质： ①杂质不与盐酸反应（偏高）
②所含杂质消耗1mol盐酸需质量大于40g（偏高 例如：Na2CO3、
NaHCO3等)
③所需杂质消耗1mol盐酸需质量小于40g（偏低 例如：Na2O等)
6、变色误差或终点判断不准
酸碱中和滴定终点在实际操作中，通常是用酸碱指示剂的颜色变化来表示的，酸碱指示剂颜色变化半分钟不褪色的时刻，即为滴定终点。

若溶液变色未保持30秒而停止滴定就会引起误差，如：（1）强酸滴定弱碱时，甲基橙由黄色变为红色立即读数。

使测出的V(标)偏大，C(待)偏高。

（2）强碱滴定弱酸时，酚酞由无色变为粉红色时立即读数。

使测出的V(标)偏小，C(待)偏低。

7、杂质样品中含杂质引起的误差：视具体问题具体分析。

8、常见误差小结：（1）.测定结果偏高的情况有[V(标)偏高]：①滴定管用水润洗后未用标准液润洗就直接注入标准液；②滴定前盛标准液的滴定管尖嘴内有气泡，滴定完毕后气泡消失；③滴定过程中不慎将标准液滴出锥形瓶外或滴定管漏液；④滴定前俯视读数或读数准确，而滴定后仰视读数；⑤锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗；
⑥滴后滴定管尖嘴处悬有液滴；⑦终点判断滞后；⑧移液时将尖嘴残存液滴吹入瓶内等。

（2）.测定结果偏低的情况有[V(标)偏低]：①移液管未润洗直接吸取待测液；②滴定过快、成细流，使待测液溅到锥形瓶壁而又未摇匀洗下；③记录起始体积时仰视读数，终点时俯视；④若用含Na2O杂质的NaOH配制标准溶液来测定盐酸浓度等；⑤滴定时待测液液溅出；⑥滴定前标准液滴定管无气泡，滴后有气泡；⑦终点判断超前等。

三、减小误差的几点做法：
减小误差除正确操作以外，还要注意以下三点：
1、半分钟：振荡半分钟内颜色不褪去，即为滴定终点；
2、 1～2分钟：滴定停止后，必须等待1～2分钟，让附着在滴定管内壁的溶液流下后，再进行读数；
3、重复实验1～2次：同一实验要做两次，两次滴定所用标准溶液的体
积相差不能超过0.02ml，再取平均值。

四、典例解析
【例1】若待测液放在锥形瓶中，标准液放在滴定管中，试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响?
（1）、滴定管水洗后，未用标准液润洗
（2）、滴定管水洗后，未用待测液润洗
（3）、盛标准液的滴定管滴定前有气泡，滴定后气泡消失
（4）、盛待测液的滴定管滴定前有气泡
（5）、锥形瓶用蒸馏水水洗后又用待测液润洗
（6）、锥形瓶未洗净，残留有与待测液反应的少量物质
（7）、锥形瓶水洗后未干燥就加入待测液或滴定过程中向锥形瓶内加水
（8）、用滴定管量取待测液时 ：A、先俯视后仰视 B、先仰视后俯视
(9)、用滴定管量取标准液时： A、先俯视后平视 B、先仰视后平视
(10)、A.强酸滴定弱碱，指示剂选酚酞 B .强碱滴定弱酸，指示剂选甲基橙
（11）、A.强酸滴定弱碱，甲基橙由黄色变为红色后停止滴定 B.强碱滴定弱酸，酚酞由无色变为粉红色，半分钟后又变为无色
(12)、滴定终点时，盛标准液的滴定管尖嘴外挂有一滴标准液的液珠未滴落
（13）、滴定终点时， 一滴标准溶液附在锥形瓶壁上未冲下 （14）、 滴定时，将标准液溅出锥形瓶外或滴定管漏液
（15）、 待测液溅到锥形瓶液面上方的内壁上或摇出
（16）、 临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液于锥形瓶中
（17） 用标准酸液来滴定未知浓度的碱液（含杂质） ，若 配制碱液
时所用碱含有中和酸能力更强的杂质。

（18） 用标准碱液来滴定未知浓度的酸液，若配标准碱液时所用碱中含有中和酸的能力更强的杂质。

解析：（1）因标准液被附在滴定管内壁的水珠稀释了，故消耗的标准液体积多了，所以结果偏高。

（2）、因待测液被附在滴定管内壁的水珠稀释了，故消耗的标准液体积少了，所以结果偏低。

（3）、读出来的标准液体积为实际消耗的标准液体积 + 气泡体积 , 故消耗的标准液体积读多了，所以结果偏高。

（4）、读出来的待测液体积为实际量取的待测液体积 + 气泡体积, 即待测液量少了，故消耗的标准液也少，所以结果偏低。

（5）、因瓶内壁附着待测液，故锥形瓶内的待测液多了，消耗的标准液也多，所以结果偏高。

（6）、锥形瓶未洗净，残留有与待测液反应的少量物质,故消耗的标准液少了，所以结果偏低。

（7）、实际参与中和反应的待测液的总量没变，实际消耗的标准酸液也就不变,故结果不变。

（8）、A.先俯视后仰视量取待测液的实际体积偏小，消耗的标准液也少，所以结果偏低。

B、先仰视后俯视量取待测液的实际体积偏多，消耗的标准液也多，所以结果偏高。

(9)、A.先俯视后平视:读出来的标准液体积为V终－V始，而俯视时V始读小了，读出来的标准液体积偏大了，所以结果偏高。

B、先仰视后平视 ：读出来的标准液体积为V终－V始，而俯视时V始读大了，读出来的标准液体积偏小了，所以结果偏低。

(10)、A：恰好反应时溶液显酸性，若选酚酞，滴定终点显碱性，故标准液强酸加少了，结果偏低。

B：恰好反应时溶液显碱性，若选甲基橙，滴定终点显酸性，故标准液加少了，结果偏低。

（11）、A 偏高; B偏低。

(12)、读出来的标准液体积为实际消耗的标准液体积 + 尖嘴外挂的这滴标准液的液珠的体积，读出来的标准液体积偏大了，故结果偏高。

（13）、读出来的标准液体积为实际消耗的标准液体积 + 锥形瓶壁上的液珠的体积，读出来的标准液体积偏大了，故结果偏高。

（14）、读出来的标准液体积为实际消耗的标准液体积 + 溅出的液珠的体积或漏出来的液体体积，
读出来的标准液体积偏大了，故结果偏高。

（15）、实际参与中和反应的待测液仅是液面以下的，故待测液少了，所用的标准液也少了，所以结果偏低 （16）、无影响 （17）、若配制碱液时所用碱含有中和酸能力更强的杂质，滴定时，必然消耗较多的标准酸液，所测结果必然偏高。

（18）、用标准碱液来滴定未知浓度的酸液，若配标准碱液
时所用碱中含有中和酸的能力更强的杂质，滴定时，必然消耗较少的碱液，所测结果偏低，反之则偏高。

【例2】称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时（NaOH放在锥
形瓶内，盐酸放在滴定管中）。

用A.偏高；B.偏低；C.无影响；D.无法
判断，填写下列各项操作会给实验造成的误差。

（1）称量固体NaOH时未调节天平的零点（）
（2）将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时，加入水的体积不准确 （ ）
（3）滴定管装入盐酸前未用盐酸洗涤 （ ）
（4）滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下，结束时读数按0计算 （ ）
（5）滴定过程中活塞处漏液 （ ）
（6）摇动锥形瓶时，使少量溶液溅出 （ ）
（7）滴定前仰视读数，滴定结束时俯视读数 （ ）
解析：（1）称量固体NaOH时未调节天平的零点，不能确定称量结果是偏大还是偏小。

故选D
（2）锥形瓶中是否含水或加多少水都不影响滴定。

故选C
（3）滴定管装入盐酸前未用盐酸洗涤相当与将待测液稀释，。

故选B。

（4）读数比实际偏小，导致测定结果偏大。

故选A
（5）滴定过程中活塞处漏液，使读出的待测液的体积比实际大 ，导致测定结果偏低。

故选B
（6）摇动锥形瓶时，使少量溶液溅出 ，导致部分NaOH未被中和，消耗待测液的量减少 ，导致测定结果偏大。

故选A
（7）读数比实际偏小，导致测定结果偏大。

故选A
总之，造成中和滴定实验误差的因素是多方面的，学生理解了误差产生原因，掌握了误差分析的正确思路，即：造成的因素→ 直接后果→ 对V(标)的影响→滴定误差。

再通过适量的练习，就能顺利完成中和滴定实验误差分析。

【练习】
1.用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液(甲基橙作指示剂)，试说明下列情况会使测定结果A.偏高、B.偏低、C.无影响
(1)酸式滴定管用水洗后便装液体进行滴定；( A )
(2)锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水；( C )
(3)锥形瓶用蒸馏水洗涤后，又用待测液润洗；(A )
(4)锥形瓶蒸馏水洗涤后误用盐酸润洗；( B )
(5)盐酸在滴定时溅出锥形瓶外；( A )
(6)待测液在振荡时溅出锥形瓶外；( B )
(7)滴定终点时，仰视滴定管读数；（A ）
(8)滴定终点时，俯视滴定管读数；( B )
(9)记录起始体积时，仰视读数．终点时平视；( B )
(10)记录起始体积时，仰视读数，终点时俯视；( B )
(11)滴加盐酸，橙色不足半分钟即褪色； ( B )
(12)滴加盐酸，溶液变为红色；( A )
(13)滴定前，酸式滴定管有气泡，滴定后消失；( A )
(14)滴定前，酸式滴定管无气泡，滴定后产生气泡；( B )
(15)滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体：( A )
(16)移液管用蒸馏水洗净后，就用来吸取待测液；( B )
(17)将移液管尖嘴处的液体吹人锥形瓶；( C )
(18)用量筒量取待测液时，仰视读数；( A )
(19)碱式滴定管水洗后．就用来量取待测液；( B )
(20)用碱式滴定管量取待测液，停止放液时，俯视读数；( A )
(21)滴定过快成细流、将碱液溅到锥形瓶壁而又未摇匀洗下( B )
2.用已知物质的量浓度的NaOH滴定未知物质的量浓度的盐酸溶液(甲基橙作指示剂)，试说明下列情况会使测定结果A.偏高、B.偏低、C.无影响
(22)用含Na Cl杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸，测定的盐酸浓度?( A )
(23)用含Na2O杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸，测定的盐酸浓度?( B )
(24)用含N a2CO3杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸，测定的盐酸浓度?( A )
(25)用含K OH杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸，测定的盐酸浓度?( A )。