磷酸的电位滴定

实验 磷酸的电位滴定

一、实验目的

1．掌握电位滴定法的操作及确定计量点的方法; 2．学习用电位滴定法测定弱酸的pKa 的原理及方法。

二、实验原理

电位滴定法对混浊、有色溶液的滴定有其独到的优越性，还可用来测定某些物质的电离平衡常数。 磷酸为多元酸，其pK a 可用电位滴定法求得。当用NaOH 标准液滴定至剩余H 3PO 4的浓度与生成H 2PO 4-的浓度相等，即半中和点时，溶液中氢离子浓度就是电离平衡常数K a1。

H 3PO 4 + H 2O = H 3O + + H 2PO 4- ][]][[434231PO H PO H O H K a -

+=

当H 3PO 4的一级电离释放出的H +被滴定一半时，[H 3PO 4]=[ H 2PO 4-]，则K = [H 3O +]，pK a1 = pH 。 同理：

H 2PO 4-= HPO 42-+H 3O +

][]][[422432

-

-

+=PO H HPO O H K a

当二级电离出的H+被中和一半时，[H 2PO 4-]= [ HPO 42-]，则K = [H 3O +]，pK a2 = pH 。

绘制pH-V 滴定曲线，确定化学计量点，化学计量点一半的体积(半中和点的体积)对应的pH 值，即为H 3PO 4的pKa 。

三、仪器与试剂

pHS-3C 型精密pH 计，电磁搅拌器，25mL 滴定管，移液管，100mL 烧杯；0.1mol ·L-1磷酸液，0.1mol ·L-1NaOH 标准溶液，pH=4.00、6.86、9.18标准缓冲溶液。

四、实验步骤

连接好滴定装置如图17-1所示。

1．用pH=4.00标准缓冲溶液校准pH 计。

2．精密量取0.1mol ·L -1磷酸样品溶液10mL ，置100mL

烧杯

中，加蒸馏水10mL ，插入甘汞电极与玻璃电极（或复合玻璃电极）。用0.1 mol ·L -1NaOH 标准液滴定，当NaOH 标准液体积未达到10.00mL 之前，每加2.00mLNaOH 标准液记录一次pH 值，在接近化学计量点(加入NaOH 液时引起溶液的pH 值变化逐渐增大)时，每次加入体积应逐渐减小，在化学计量点前后每

图17-1 滴定装置连接示意图 l.滴定管 2.pH 计 3.复合pH 电极 4.磷酸溶液 5.磁子 6.

电磁搅拌

加入一滴(如0.05mL)，记录一次pH值，尽量使滴加的NaOH标准液体积相等，继续滴定直至过了第二个化学计量点时为止。当被滴定液pH值达到7时，用pH=9.18的标准缓冲溶液再校准一次酸度计。数据记录格式见表。

H3PO4电位滴定数据处理表

3．数据处理

（1）按pH-V，∆pH /∆V-V法作图及按∆2pH /∆V2-V法作图，确定计量点，并计算H3PO4的准确浓度。

（2）由pH-V曲线找出第一个化学计量点的半中和点的pH值，以及第一个化学计量点到第二个化学计量点间的半中和点的pH值，确定出H3PO4的pK al和pK a2。计算H3PO4的K al和K a2。

五、注意事项

1．安装仪器、滴定过程中搅拌溶液时，要防止碰破玻璃电极。

2．滴定剂加入后，要充分搅拌溶液，停止时再测定pH值，以得到稳定的读数。

3．在化学计量点前后，每次加入体积以相等为好，这样在数据处理时较为方便。

4．滴定过程中尽量少用蒸馏水冲洗，防止溶液过度稀释突跃不明显。

5．用玻璃电极测定碱溶液时，速度要快，测完后要将电极置于水中复原。

六、思考题

1．用NaOH滴定H3PO4，第一化学计量点和第二化学计量点所消耗的NaOH体积理应相等，为什么实际上并不相等?

2．如何根据滴定弱碱的数据求它的Kb?

3．磷酸的第三级电离常数K a3可以从滴定曲线上求得吗?