磷酸的电位滴定

磷酸的电位滴定

一、实验目的

1、了解酸碱电位滴定的原理及实验方法；了解电位滴定测定磷酸的pK a1和pK a2的方法。

2、熟悉绘制电位滴定曲线并由电位滴定曲线确定终点。 二、实验原理

用0.10mo1／L 的NaOH 电位滴定0.050mo1／L 的磷酸可得到有两个pH 突跃的pH-V 曲线，用三切线法或一阶、二阶微商法可得到终点V ep1和V ep2，再由NaOH 溶液的准确浓度可算出酸的浓度。

当磷酸被中和至第一计量点时，溶液由NaH 2PO 4组成。在sp1之前溶液由H 3PO 4-H 2PO 4-组成。当滴定至1/2V sp1时，由于c H3PO4=c H2PO4-,最好采用下列近似式计算pK a1：

]

[][lg

4

2

431+++--=-H c H c pK pH PO H PO H a （1）

式中c H3PO4、c H2PO4-分别是滴定至1/2V sp1时H 3PO 4和H 2PO 4-的浓度。 同理，计算pK a2可采用下列近似式：

]

[]

[lg

24

4

2

2++-+-=--H c H c pK pH HPO PO H a （2）

式中c H2PO4-、c HPO42-、分别是滴定至[V sp1+1/2(V sp2-V sp1)]时H 2PO 4-和HPO 42-的浓度。

测定pK a1和pK a2时，以V ep1和V ep2分别代替V sp1和V sp2，式（1）和（2）各组分的浓度要准确，NaOH 溶液要预先标定且不应含CO 32-,盛装磷酸的烧杯要干燥，磷酸的初始体积要准确，滴定中不能随意加水。

电位滴定法测定磷酸的pK a1过程是：由滴定曲线确定V ep1并计算磷酸的初始浓度，在曲线上找到1/2 V ep1所对应的pH ，计算此时的c H3PO4、c H2PO4-，然后代入（1）计算pK a1。测定磷酸的pK a2可按同样的步骤进行。

滴定终点可由电位滴定曲线（指示电极电位或该原电池的电动势对滴定剂体积作图）来确定，也可以用二次微商曲线法求得。二次微商曲线法是一种不需绘图，而通过简单计算即可求得滴定的终点，结果比较准确。这种方法是基于在滴定终点时，电位对体积的二次微商值等于零。

表中V

V E V E V E ∆⎪

⎭⎫ ⎝⎛∆∆-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=∆∆1

222 在接近滴定终点时，加入△V 为等体积。

从表中2

2V

E ∆∆的数据可知，滴定终点在24.30mL 与24.40mL 之间。 设： （24.30+X ）mL 时为滴定的终点

02

2=∆∆V E

即为滴定终点。

则有： 02

212=∆∆=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆V

E

V V E V E 即：

()[]4

.49.54.430.2440.24X

=

--- 解得 )(04.0mL X =

所以在滴定终点时滴定剂的体积应为：mL 34.2404.030.24=+ 三、仪器与试剂

精密酸度仪（或电位计） 复合pH 电极 0.10mo1／L 的NaOH 0.05mo1／L 的磷酸 标准缓冲溶液 2g/L 甲基橙 2g/L 酚酞 四、实验步骤

1. 调试仪器，安装电极，调节零点。用pH=4.003和pH=9.182的标准缓冲溶液 校准仪器，洗净电极。

2. 将0.10mo1／L 的NaOH 装入滴定管，准确移取25.00mL0.05mo1／L 的磷酸

放入150mL 烧杯中，插入电极，放入搅拌子，加入甲基橙和酚酞各两滴。开始滴定时可稍快，突跃部分要多侧几个pH 点，最好每隔0.1mL 测定一次。直到pH 约为11可停止滴定。记录数据。

3. 根据数据绘制pH-V 、ΔpH/ΔV 曲线，并确定终点 V ep1和V ep2，计算磷酸的浓度，计算磷酸的pK a1和pK a2。（文献值分别为2.12、7.20） 五、问题讨论

1、磷酸是三元酸，为何滴定时只有2个突跃?

2、滴定时指示剂的终点和电位法终点是否一致？

3、分析本实验可能的误差。