酸碱中和滴定

1.概念

用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(酸)的实验方法叫作酸碱中和滴定。酸碱中和滴定实验是中学化学中重要的定量实验之一。

2.原理

计算依据：当酸与碱恰好完全反应时，有n_(H^＋₎＝n_(OH^－₎，即ν_(酸)c_(酸)V_(酸)＝ν_(碱)c_(碱)V_(碱)(ν、c、V分别代表酸和碱的元数、浓度、体积)。

3.酸碱中和滴定的关键

(1)准确测定标准液的体积。

(2)准确判断滴定终点。

4.实验仪器和试剂

①仪器和装置

 酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯等。

②试剂：标准液(已知浓度的酸或碱溶液)、待测液(未知浓度的碱或酸溶液)、适当的酸碱指示剂(通过指示剂颜色的变化来确定滴定终点)。

③试剂的变色范围

④滴定管的使用

酸式滴定管的查漏：向已洗净的滴定管中装入一定体积的水，固定在滴定管夹上直立静置两分钟，观察有无水滴滴下，然后将活塞旋转180°，再静置两分钟，观察有无水滴滴下，若均不漏水，滴定管即可使用。

5.实验操作(以标准HCl滴定待测NaOH溶液为例)

①滴定准备“八动词”

②滴定过程“三动作”

③终点判断“两数据”

等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。

④数据处理

 按上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据计算。

6.中和滴定操作细节

(1)酸式滴定管下端为玻璃塞，能耐酸和氧化剂的腐蚀，可用于盛装酸性和氧化性溶液，但不能盛装碱性溶液。

(2)碱式滴定管下端为橡胶管和玻璃珠，橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀，所以碱式滴定管只能盛装碱性或非氧化性溶液。

(3)滴定管“0”刻度在上方，数值从上到下依次增大，有一部分没有刻度，滴定管的全部容积大于它的最大刻度值，仰视时读数偏大，俯视时读数偏小。量筒无“0”刻度，数值从下到上依次增大，因此仰视时读数偏小，俯视时读数偏大。

(4)记录数据时，滴定管的读数应记录到小数点后两位，如20.00 mL；量筒的读数最多记录到小数点后一位，如8.0 mL。

①滴定终点：指示剂变色时即“达到了滴定的终点”，通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差)，而指示剂变色点都不是pH＝7的情况。

②恰好中和：指酸和碱恰好完全反应生成盐和水的时刻，此时的溶液不一定呈中性。

③呈中性：溶液中的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度(常温下pH＝7)。

(6)清楚指示剂的选择原则

变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。

①不能用石蕊作指示剂。

②滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸。

③滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。

④强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。

⑤并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na₂SO₃溶液滴定KMnO₄溶液时，KMnO₄颜色恰好褪去时即为滴定终点。

酸碱中和滴定中常见误差原因分析

(1)误差分析的方法

依据原理c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，得c(待测)＝V(标准)xc(标准)/V(待测)，因为c(标准)与V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。

(2)中和滴定常见误差分析总结

以KOH标准液滴定待测CH₃COOH溶液为例，如下表：

滴定曲线分析的方法

(1)分析步骤：首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱，这在判断滴定终点时至关重要；再次找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)的位置；最后分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。

(2)滴定过程中的定量关系：①电荷守恒关系在任何时候均存在；②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定，但不一定为等量关系。 

中和滴定原理在定量实验中的拓展应用

1.氧化还原滴定的原理及指示剂的选择

(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。

(2)试剂：常见用于滴定的氧化剂有KMnO₄、K₂Cr₂O₇等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

(3)指示剂：氧化还原滴定的指示剂有三类：

①氧化还原指示剂；

②专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝；

③自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。

(4)实例：

①酸性KMnO₄溶液滴定H₂C₂O₄溶液：

原理：2MnO₄^－＋6H^＋＋5H₂C₂O₄=10CO₂↑＋2Mn^2＋＋8H₂O。

指示剂：酸性KMnO₄溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入一滴酸性KMnO₄溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。

②Na₂S₂O₃溶液滴定碘液

原理：2Na₂S₂O₃＋I₂=Na₂S₄O₆＋2NaI。

指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点。

2.沉淀滴定

(1)概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag^＋与卤素离子的反应来测定Cl^－、Br^－、I^－浓度。

(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO₃溶液测定溶液中Cl^－的含量时常以CrO₄^2－为指示剂，这是因为AgCl比Ag₂CrO₄更难溶的缘故。