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溶液的酸碱性

 

一周强化

一、一周知识概述

  本周学习了溶液的酸碱性,重点介绍了:溶液的pH和溶液的酸碱性;溶液pH的计算方法;酸碱中和滴定;酸碱中和滴定的误差分析等。

二、重难点知识剖析

(一)溶液的pH和溶液的酸碱性

1、溶液的pH

  pH=-lg{C(H)}

  pH是溶液中C(H)的变式表示,溶液中存在Kw=C(H)·C(OH);因此pH与溶液的酸碱性有密切关系。

  pH在25℃时一般取值范围常为:0~14,只是用来表示C(H)很小的溶液。

2、溶液的酸碱性

  科学规定:C(H)=C(OH)的溶液为中性溶液;

  C(H)>C(OH)的溶液为酸性溶液;

  C(H)<C(OH)的溶液为碱性溶液。

  在25℃时,pH>7的溶液为碱性溶液;pH=7的溶液为中性;pH<7的溶液为酸性溶液。

(二)溶液pH的计算方法(25℃)

1、酸溶液

  (1)强酸溶液,如HnA,设物质的量浓度为C mol·L-1,C(H)=nC mol·L-1,pH=-lgC(H)=-lg(nc)。

  (2)一元弱酸溶液,设物质的量浓度为C mol·L-1,电离度为α,则C(H)=C·α,pH=-lg(Cα)。

  (3)两强酸混合

  

2、碱溶液

  (1)强碱溶液,如B(OH)n,设物质的量为

  C mol·L-1,C(OH)=nC mol·L-1

  (2)一元弱碱溶液,设物质的量浓度为C mol·L-1,电离度为α,C(OH)=Cα,

  (3)两强碱混合

  由,先求出混合后的C(OH),再通过KW求混合后C(H),最后求pH。

3、强酸与强碱混合

  先依据H+OH=H2O,判断是否有过量的情况,可以分为下面三种情况:

  (1)若恰好中和,在25℃时,pH=7;

  (2)若酸过量,先求出中和后的剩余C(H),再求pH;

  (3)若碱过量,先求中和后剩余的C(OH),再通过KW求C(H),最后求pH。

(三)同一溶液中的pH和pOH的关系

  定义pOH=-lg{C(OH)}

  由C(H)·C(OH)=Kw,推出在25℃时:

  pH+pOH=14

(四)酸碱中和滴定

1、酸碱中和滴定的原理

  X元酸A和Y元酸B发生完全中和反应,根据中和反应的实质,A与B反应的化学方程式为:

  

  利用上面这些关系式,并根据中和反应完全时滴定用去的已知浓度的酸(或碱)溶液的体积,就很容易计算出酸或碱溶液的浓度。

2、酸碱中和滴定的关键

  (1)关键有两个:准确测定参加反应的两种溶液的体积,以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。

  为准确测定溶液的体积,应选用精确度较高的滴定管和移液管(不作要求),并注意正确使用。

  (2)指示剂的选择

  选择指示剂时,一般要求变色明显(所以一般不选用石蕊),指示剂的变色范围与恰好中和时的pH要吻合。

  ①在酸碱中和滴定的实验中,不用石蕊作指示剂,主要原因是:石蕊的“红色→紫色”、“紫色→蓝色”的颜色变化不够明显,不利于及时、准确地作出酸碱是否恰好完全中和的判断。

  ②强酸强碱相互滴定,生成的盐不水解,溶液显中性,可选择酚酞或甲基橙作指示剂。

  酚酞:酸滴定碱——颜色由红刚好褪色;

     碱滴定酸——颜色由无色到浅红色。

  甲基橙:酸滴定碱——颜色由黄色到橙色;

      碱滴定酸——颜色由红色到橙色。

  ③强酸弱碱相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,所以应选择甲基橙作指示剂。

  ④强碱弱酸相互滴定时,由于生成强碱弱酸盐,溶液显碱性,而应选用酚酞作指示剂。

●说明:

  ①根据指示剂的变色判断出的滴定终点,并不是酸和碱完全反应的等当点,但没有一种指示剂的变色恰好是酸碱完全中和之点,因此把滴定终点看作等当点。

  ②指示剂用量常用2—3滴,因指示剂本身也是弱酸或弱碱。若用量过多,会使滴定时酸或碱的消耗量增加。

(3)滴定操作步骤

  ①准备:检漏→洗涤→润洗→注液→调液→读数

  ②滴定:移液(放液)→滴加指示剂→滴定终点→读数→重复2~3次→计算(取平均值)。

●为取得准确的结果,在操作中有一些特殊的要求。例如:

  ①在中和滴定前,必须用滴定液多次润洗滴定管,以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小;加入指示剂的量控制为2滴~3滴,以避免指示剂消耗酸或碱;临近终点时,滴液要慢,至指示剂变色“不立即”褪去或变为原色即为终点,避免过量。

  ②重视测定结果的复核。如在中和滴定时,要求把同一样品滴定两次,取两次测定数值的平均值求算结果。

  ③利用数据进行计算,要求所用计算公式正确、取用的数据符合实验事实,并注意各数据的精确程度与实验条件相符。

3、中和滴定的实验误差

  

  待测液所测浓度的误差与标准液体积及待测液体积测量过程中的不正确操作成正相关。

附:酸碱中和滴定的误差分析表

操作及读数

误差原因

导致

未用标准液洗涤滴定管

c标变小,消耗的V标增大

偏高

未用待测液洗涤移液管或所用的滴定管

c待变小,消耗的V标减小

偏低

用待测液洗涤锥形瓶

V待增大,消耗的V标增大

偏高

洗涤后的锥形瓶未干燥

虽然V待增大,但c待变小,n待不变

无影响

标准液漏滴在锥形瓶外1滴

V标增大

偏高

待测液溅出锥形瓶外1滴

V待变小,消耗的V标减小

偏低

移液管悬空给锥形瓶放待测液

使待测液飞溅在瓶内壁,V标变小

偏低

移液管下端的残留液吹入锥形瓶内

使V待增大,消耗的V标增大

偏高

滴定前仰视滴定管读数,滴后平视

V标减小

偏低

滴前平视,滴后仰视

V标增大

偏高

滴前仰视,滴后俯视

V标减小

偏低

滴定管滴前有气泡,滴后无气泡

V标增大

偏高

滴定管滴前无气泡,滴后有气泡

V标减小

偏低

达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液

V标增大

偏高

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