《化学反应原理》——23、酸碱中和滴定

第三章 水溶液中的离子反应与平衡

第二节 水的电离和溶液的pH

23酸碱中和滴定（上）

一、酸碱中和滴定的概念和原理

1、酸碱中和滴定的概念

在工农业生产和科学实验中，经常需要测定溶液中酸或碱的浓度，可利用酸碱中和反应来测定。

利用酸碱中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法，称为酸碱中和滴定。

2、酸碱中和滴定的原理

酸与碱中和时，酸提供的氢离子与碱提供的氢氧根离子，以等物质的量完全反应生成水。

利用此关系，可用已知浓度的酸或碱（标准溶液），计算出未知浓度的碱或酸（待测溶液）的浓度：

从上面原理分析可知，要完成酸碱中和滴定的实验有两个关键：一个是要准确判断酸与碱什么时候刚好反应，即滴定终点；另一个是准确测量消耗的酸和碱溶液的体积。

3、滴定终点的判断

（1）酸碱中和过程中溶液pH的变化

分析将酸溶液滴加到碱溶液（或将碱溶液滴加酸溶液）中，溶液pH的变化，可以找到判断滴定终点的方法。

例如，将0.1000mol/L的NaOH溶液滴加到20.00mL0.1000mol/L的HCl溶液中，溶液的pH的变化如图所示。

从图中可以看出，当HCl和NaOH刚好中和（即反应终点）时，溶液的pH会出现一个突变范围，一些酸碱指示剂（如酚酞、甲基橙等）刚好在此范围内变色，因而可以认为滴定终点就是反应终点。

（2）常见的酸碱指示剂

酸碱指示剂本身就是一种有机弱酸或弱碱，存在电离平衡，当pH发生变化时，其电离平衡就会发生移动，显示不同颜色。如石蕊（以HIn表示）的电离平衡和颜色变化：  

一般情况下石蕊呈紫色，当溶液pH减小呈酸性时，电离平衡向左移动，溶液显红色（即酸色）；当溶液pH增大呈碱性时，电离平衡向右移动，溶液显蓝色（即碱色）。

常见的酸碱指示剂还有酚酞、甲基橙。

（3）指示剂的选择

一般不使用石蕊，其颜色变化不太容易判断。

如果是强酸与强碱滴定，使用酚酞、甲基橙均可；如果是强酸与弱碱滴定，一般使用甲基橙，误差更小；如果是强碱与弱酸滴定，一般使用酚酞，误差更小。  

注意：随着技术的发展，也可用pH传感器代替酸碱指示剂，来判断滴定终点。

4、主要仪器

为了准确测量消耗的酸或碱溶液的体积，需要精度较大的仪器，而量筒的精度较低（一般只能精确到0.1mL），所以不用量筒。

实验室使用精度较高的滴定管，其精度为0.01mL，并且其结构方便滴定的操作和读数。

滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，下端有控制液体流量的玻璃活塞（或由乳胶管、玻璃球组成的阀）。滴定管主要用来精确地放出一定体积的液体。

滴定管一般有25mL和50mL两种规格，标有使用温度（一般是20℃）和刻度。其“0”刻度在上，大刻度在下。一大格是1mL，一小格是0.1mL，读数时估读一位。

滴定管分酸式滴定管和碱式滴定管两种，使用聚四氟乙烯活塞的滴定管为酸碱通用滴定管。

酸式滴定管：下端是玻璃活塞，用于盛装酸性、强氧化性及有机溶液，不能盛装碱性溶液。

碱式滴定管：下端是乳胶管和玻璃球，用于盛装碱性溶液，不能盛装酸性、强氧化性的溶液。

锥形瓶：用于酸与碱溶液的反应，滴定过程中加入指示剂，根据溶液颜色变化判断滴定终点。

还需要的主要仪器有：铁架台和滴定管夹、烧杯、容量瓶（配制标准溶液）等。

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