一、实验原理
酸碱中和滴定是一种利用中和反应的方法,用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)。其实质可以表示为:H++OH-=H2O。一元酸碱中和的计算依据为:c(H+)V(H+)=c(OH-)V(OH-)。
二、实验用品
1. 仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯等。
2. 试剂:标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水。
三、实验操作
本实验用已知浓度的标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。
滴定前的准备:
1. 滴定管:查漏、洗涤、润洗、装液、调液面、记读数。
2. 锥形瓶:注碱液、记读数、加指示剂。
滴定过程:
在滴定管下放一洁净的锥形瓶,从碱式滴定管放出25.00mLNaOH溶液,注入锥形瓶,加入2滴酚酞试液,溶液立即呈红色。然后,把锥形瓶移到酸式滴定管下,按照标准操作进行滴定。随着盐酸逐滴加入,锥形瓶里OH-浓度逐渐减小。当看到加入1滴盐酸时,溶液立即褪成无色,说明反应恰好进行完全。准确记下滴定管溶液液面的刻度,计算滴定用去盐酸的体积。重复操作二至三次,求出盐酸体积的平均值。然后根据相关计量关系,计算待测的NaOH溶液的物质的量浓度。
四、实验误差分析
以一元酸和一元碱的滴定为例,误差的产生和因素多种多样。凡导致标准液体积读数偏大,则待测液浓度偏大;凡导致标准液体积读数偏小,则待测液浓度偏小。
产生误差的因素包括:标准溶液不标准;仪器洗涤未按要求;滴定管气泡未排尽;滴定管读数方确;滴定管漏液;终点判断不准;滴定操作过程和读数过快等。针对这些因素,我们可以分析具体实验操作对结果的影响。
五、问题讨论
1. 为什么不用pH试纸直接测定待测酸或碱的浓度?中和滴定操作应平行滴定3次,并取滴定用去盐酸体积的平均值计算滴定结果的原因是什么?
2. 酸式滴定管只能装酸性或氧化性试剂,不能装碱性试剂的原因是什么?碱式滴定管亦然。
3. 滴定管使用前要用蒸馏水洗涤,用待装溶液润洗的原因是什么?锥形瓶为何不能用待装溶液润洗?
4. 如何操作使酸式滴定管或碱式滴定管的尖嘴部分充满溶液且无气泡?
5. 滴定管的刻度与量筒有何差别?如何对滴定管中的溶液体积进行准确读数?选择适当的仪器量取25.00mLNaOH溶液。指示剂的选择及用量控制、酸碱指示剂判断反应是否恰好完全的原理及误差分析等问题也需要进一步探讨。
6. 在滴定过程中,为何眼睛要注视锥形瓶溶液颜色变化?滴定实验成功的关键是什么?常用蒸馏水冲洗锥形瓶的的原因是什么?终点时,多滴一滴或少滴一滴溶液的酸碱性及pH的变化情况如何?等等。这些问题都需要我们进行深入的理解和讨论。至于利用氧化还原反应测定某些物质含量,如用已知物质的量浓度的KMnO4溶液测定草酸晶体中的x值,可否借用中和滴定实验来测定,需要进一步设计和实施实验方案。