【化学课件】用滴定法测定溶液pH值课件

用滴定法测定溶液值pH课程目标12理解滴定法原理掌握实验方法深入理解酸碱滴定的化学原学会正确使用滴定管、锥形瓶理，掌握等价点与终点的概念等实验仪器，掌握标准溶液的区别，熟悉滴定曲线的形状和配制和滴定操作的规范流程意义培养实践能力值概念回顾pH定义数值范围pHpH是氢离子浓度的负对数，即pH值通常在0-14范围内，7为中pH=-lg[H⁺]这个概念由丹麦性点纯水在25℃时的pH值为化学家索伦森于1909年提出，用7，这是因为水的离子积常数决来表示溶液的酸碱性强弱定的实际意义pH值是衡量溶液酸碱性的重要指标，在化学反应、生物过程、环境监测等领域都有广泛应用溶液的酸碱性酸性溶液中性溶液碱性溶液pH7的溶液为酸性，氢pH=7的溶液为中性，氢pH7的溶液为碱性，氢离子浓度大于氢氧根离离子浓度等于氢氧根离氧根离子浓度大于氢离子浓度常见的酸性溶子浓度纯水在25℃时子浓度常见的碱性溶液包括醋酸、盐酸、硫就是典型的中性溶液，液有氢氧化钠、氨水酸等酸性越强，pH值此时等碱性越强，pH值越越小[H⁺]=[OH⁻]=10⁻⁷m大ol/L测定常用方法pH指示剂法计法滴定法pH利用酸碱指示剂在不同pH环境下的颜色使用电子pH计直接测量溶液的pH值，精通过酸碱滴定反应，根据消耗的标准溶变化来判断溶液的酸碱性这种方法简度高，操作简便现代pH计采用玻璃电液体积计算出被测溶液的pH值这种方单易行，成本低，但精度有限，通常只极，能够快速准确地测定pH值，是实验法不仅能测定pH，还能确定溶液的浓能给出大致的pH范围室中最常用的方法度，在定量分析中应用广泛滴定法概述容量分析标准溶液滴定法属于容量分析的一种，是基于反12使用已知准确浓度的标准溶液与未知浓应物间严格的化学计量关系进行定量分度的分析物发生定量反应析的方法广泛应用终点指示43在工业分析、环境监测、食品检验等领通过指示剂或其他方法确定反应的终域都有重要应用点，从而计算出分析物的浓度酸碱滴定法原理中和反应基础酸碱滴定基于酸和碱发生中和反应的原理，反应过程中生成盐和水反应具有快速、完全、化学计量明确的特点逐滴加入过程将已知浓度的标准酸或碱溶液从滴定管中逐滴加入到锥形瓶中的被测溶液中，同时不断搅拌使反应充分进行终点观察通过观察指示剂颜色的突变或pH计读数的急剧变化来确定滴定终点，此时反应恰好完全进行数据计算根据消耗的标准溶液体积和浓度，结合化学反应方程式，计算出被测溶液的浓度和pH值滴定流程图解装液准备接近终点在滴定管中装入标准溶液，调节液面至刻度线上方，排当溶液颜色开始发生变化时，减慢滴定速度，改为一滴除气泡在锥形瓶中放入被测溶液和指示剂一滴地加入，直到指示剂发生明显的颜色突变1234开始滴定记录数据记录滴定管初始读数，开始向锥形瓶中逐滴加入标准溶记录滴定管的终点读数，计算消耗的标准溶液体积，进液，同时轻摇锥形瓶使溶液充分混合行必要的数据处理和误差分析酸碱中和反应方程式化学计量具体实例根据反应方程式，酸和碱按1:1的摩尔比例一般反应式以盐酸和氢氧化钠的反应为例HCl+反应这个化学计量关系是滴定计算的重酸碱中和反应的一般形式为酸+碱→盐NaOH→NaCl+H₂O这是最典型的强要依据，确保了分析结果的准确性+水这是一类放热反应，反应过程中氢酸强碱中和反应，反应完全且快速离子和氢氧根离子结合生成水分子选择合适指示剂指示剂名变色范围酸性颜色碱性颜色适用滴定称类型酚酞

8.2-

10.0无色粉红色强酸滴定强碱甲基橙红色黄色强碱滴定

3.1-

4.4强酸溴百里香黄色蓝色弱酸弱碱

6.0-

7.6酚蓝滴定滴定曲线pH曲线特征1pH随体积变化呈S型等价点位置2曲线拐点即化学等价点滴定类型影响3强酸强碱曲线最陡峭指示剂选择4变色范围需包含等价点等价点与终点等价点定义终点观察化学计量恰好反应完毕的理论点，此时1实验中通过指示剂颜色变化确定的实际酸碱的摩尔数严格按化学方程式比例反2停止滴定的点应减小误差误差产生4选择合适的指示剂，使其变色范围尽可3等价点与终点之间存在微小差异，这是能接近等价点的pH值滴定误差的主要来源之一常用实验仪器介绍滴定管锥形瓶移液管与量筒滴定管是滴定实验的核心仪器，通常容量锥形瓶用于盛放被测溶液，其锥形设计便移液管用于精确移取定量的被测溶液，精为25mL或50mL，精度可达

0.01mL管于搅拌且减少溶液飞溅瓶口较小可以减度高于量筒量筒主要用于粗略测量体壁刻有精密刻度，底部装有玻璃活塞或橡少蒸发损失，通常选用100-250mL规格积在精密分析中，应优先选择移液管来胶管夹控制液体流速使用前必须检查是使用时需要轻轻摇动以确保反应充分保证实验的准确性和重现性否漏液滴定管规范使用彻底清洗1使用前用去离子水反复冲洗滴定管内壁，确保无残留物质影响实验结果润洗操作2用即将装入的标准溶液润洗滴定管2-3次，避免稀释效应排除气泡3装液后必须排除管内和活塞部分的气泡，否则会影响体积读数的准确性调节液面4将液面调节至刻度线以上，记录准确的初始读数滴定操作关键点

0.011读数精度滴定速度滴定管读数精确到

0.01mL，视线与初期可以较快滴定，接近终点时改为液面最低点保持水平每秒1滴的速度3重复次数每个样品至少进行3次平行滴定，取平均值提高精度标准溶液配制标准溶液的配制是滴定分析的关键步骤常用的标准溶液包括氢氧化钠和盐酸溶液由于氢氧化钠易吸收空气中的水分和二氧化碳，通常需要用邻苯二甲酸氢钾等一级标准物质进行标定标准溶液的浓度通常配制为

0.1mol/L左右，既保证滴定体积适中，又确保终点变化明显标准溶液浓度计算一级标准品标定过程浓度公式使用邻苯二甲酸氢钾KHC₈H₄O₄、精确称量一级标准品，完全溶解后用待标准溶液浓度=标准品质量÷摩尔质量碳酸钠Na₂CO₃等化学纯度高、性质标定的溶液进行滴定通过消耗的体积÷消耗体积÷1000计算时要注意单位稳定的物质作为一级标准品这些物质和一级标准品的物质的量，利用化学计换算，确保结果的准确性多次标定取易于获得纯品，在空气中稳定，摩尔质量关系计算出标准溶液的精确浓度平均值可提高精度量大，能够精确称量滴定前准备工作仪器检查清洁验证仔细检查所有玻璃仪器是否有裂纹、缺口或其他损坏损坏确保所有仪器清洁无污染物残留特别注意滴定管内壁是否的仪器不仅影响实验精度，还可能造成安全隐患挂水珠，锥形瓶是否有油污等可能影响反应的物质溶液检验环境条件检查标准溶液和被测溶液是否澄清透明，有无沉淀或异物记录实验室温度和湿度，确保实验环境稳定温度变化会影浑浊的溶液可能影响终点的观察和判断响溶液体积和反应平衡，从而影响测定结果酸碱滴定实验步骤吸取样品使用移液管精确吸取

25.00mL被测溶液加入指示剂加入2-3滴酚酞指示剂溶液开始滴定用标准NaOH溶液滴定至终点记录数据准确记录消耗的标准溶液体积终点判定技巧颜色观察滴定速度控制终点前溶液颜色变化缓慢，接近距离终点约1-2mL时应减慢滴定终点时颜色变化加快以酚酞为速度，改为逐滴加入最后阶段例，溶液由无色逐渐变为浅粉红可以采用半滴技术，即让半滴悬色，当出现持续30秒不褪色的粉挂在滴定管口，用洗瓶将其冲入红色时即为终点锥形瓶中搅拌技巧滴定过程中要不断轻摇锥形瓶，确保反应充分进行摇动幅度要适中，避免溶液溅出在接近终点时，每加一滴都要充分摇匀后观察颜色变化滴定数据记录滴定次数初始读数/mL终点读数/mL消耗体积/mL平均体积/mL第1次

0.

2025.

3025.

1025.07第2次

0.

1525.

2025.05第3次

0.

2525.

3125.06准确记录每次滴定的初始和终点读数，计算消耗体积如果三次平行测定的数据相对偏差超过

0.2%，应该增加测定次数或检查实验操作是否规范测的滴定剂选择pH酸性溶液碱性溶液浓度匹配对于酸性待测溶液，选对于碱性待测溶液，选滴定剂的浓度应与被测择标准碱溶液如择标准酸溶液如HCl溶液浓度相近，这样可NaOH作为滴定剂碱作为滴定剂酸性滴定以确保滴定体积在合理性滴定剂逐渐中和溶液剂中和溶液中的碱，使范围内，通常控制在15-中的酸，使pH值逐渐上pH值逐渐下降至中性点30mL之间，既保证精升至中性点附近附近度又便于操作滴定法测基本思路pH1确定反应类型根据被测溶液的性质确定是酸碱滴定、络合滴定还是氧化还原滴定对于pH测定，主要采用酸碱滴定法2选择滴定条件选择合适的标准溶液、指示剂和滴定终点判断方法考虑被测溶液的浓度范围和干扰离子的影响3进行滴定实验按照标准操作程序进行滴定，记录准确的体积数据注意控制滴定速度和终点判断的准确性4数据处理计算根据化学反应方程式和滴定数据计算被测溶液的浓度，进而计算pH值进行必要的误差分析和结果评价理论计算举例值计算pH摩尔数计算过量HCl在总体积

40.0mL中的浓度为题目分析nHCl=

0.1×

25.0/1000=

1.0×10⁻³/

0.040=

0.025mol/L，因此pH已知用

0.1mol/L NaOH溶液

15.0mL滴定

2.5×10⁻³mol，nNaOH=

0.1×=-lg

0.025=

1.

600.1mol/L HCl溶液

25.0mL，求滴定后溶液

15.0/1000=

1.5×10⁻³molHCl过量的pH值首先分析反应物的摩尔数关系

1.0×10⁻³mol滴定法优缺点主要优点主要缺点滴定法操作简单，不需要昂贵的仪器设备，成本低廉方法成熟对于极稀或极浓的溶液，滴定法的适用性较差强缓冲体系难以可靠，重现性好，在基础化学教学和常规分析中应用广泛对于观察到明显的终点变化某些体系可能存在干扰离子，影响终点中等浓度的溶液，精度可达

0.1-

0.2%判断的准确性•设备要求低•浓度范围限制•操作简便•缓冲体系困难•成本经济•干扰离子影响•精度较高•主观判断误差酸碱滴定常见误差系统误差随机误差12仪器校准不准确、标准溶液浓度偏差、指示读数视线偏差、滴定速度不均匀、终点判断剂选择不当等造成的固定误差的主观性等造成的偶然误差环境误差操作误差温度波动、湿度变化、CO₂吸收等外界环境仪器残留液体、搅拌不充分、温度变化等实43因素对实验结果的影响验操作不规范造成的误差误差分析实例读数偏差1视线高于液面导致读数偏小浓度误差2标准溶液浓度不准确影响计算结果操作误差3滴定管未润洗或有气泡指示剂误差4指示剂用量过多或选择不当酸滴定碱实验演示实验准备在锥形瓶中放入

25.00mL

0.1mol/L NaOH溶液，加入2-3滴酚酞指示剂，溶液呈现粉红色滴定管中装入

0.1mol/L HCl标准溶液滴定过程逐滴加入HCl溶液，不断摇动锥形瓶随着酸的加入，溶液的粉红色逐渐变浅，接近终点时颜色变化明显加快终点确定当溶液由粉红色突然变为无色，且30秒内不恢复颜色时，即为滴定终点记录消耗的HCl体积约为

25.0mL变化曲线现场绘制pH数据计算流程记录数据1准确记录滴定消耗的标准溶液体积和浓度计算物质的量2根据c×V计算标准溶液的物质的量确定浓度3利用化学计量关系计算被测溶液浓度求解值pH4根据浓度计算氢离子浓度，进而求得pH值仪器滴定法自动滴定仪/自动化程度高精度显著提升实时数据记录自动滴定仪能够自动控制滴定速仪器能够实现μL级别的体积控制精可以实时绘制滴定曲线，自动计算度，自动识别终点，大大减少了人度，pH测量精度可达

0.01单位数等价点，生成完整的实验报告数为操作误差整个滴定过程可以预据采集和处理完全数字化，重现性据可以保存和导出，便于后续分析设程序自动完成优异和存档计法与滴定法对比pH比较项目pH计法滴定法操作便利性直接读取数值，操作需要复杂的实验操作简单测量精度±

0.01pH单位±

0.05pH单位设备成本需要pH计，成本较基础玻璃仪器，成本高低适用范围适用于各种浓度和体中等浓度，简单体系系教学价值主要学习仪器使用理解化学原理和操作技能滴定曲线分析强酸强碱滴定曲线在等价点附近非常陡峭，pH变化幅度大，等价点pH=7可以使用酚酞或甲基橙作为指示剂，终点清晰易判断弱酸强碱滴定曲线相对平缓，等价点pH7由于弱酸的缓冲作用，需要选择变色范围在碱性区域的指示剂，如酚酞比较合适强酸弱碱等价点pH7，滴定曲线在酸性区域较为平缓应选择在酸性区域变色的指示剂，如甲基橙，避免使用酚酞典型案例

125.

00.1样品体积NaOH浓度精确移取食醋样品

25.0mL使用

0.1000mol/L标准NaOH溶液

22.

52.87消耗体积计算pH滴定至终点消耗NaOH

22.50mL该食醋的pH值约为

2.87通过滴定法测定，该品牌食醋的醋酸浓度为

0.900mol/L，pH值为

2.87，符合食品安全标准这种方法比直接用pH计测定更能反映醋酸的真实浓度典型案例2样品采集预处理过程1从工业废水处理池中采集具有代表性的对浑浊样品进行过滤处理，必要时进行2水样，注意避免悬浮物和油污的干扰稀释以确保滴定体积在合理范围内结果评估滴定测定4对比国家废水排放标准pH6-9，该废使用

0.1mol/L HCl标准溶液滴定，消耗3水偏碱性，需要酸性中和处理体积

18.6mL，计算得pH为

11.2结果可靠性讨论实验重现性标准溶液准确性质量控制措施进行多次平行测定是确保结果可靠性的标准溶液的浓度准确性直接影响最终结建立完善的质量控制体系，包括标准样基本要求通常要求相对标准偏差RSD果应定期用一级标准物质重新标定，品验证、仪器校准、人员培训等通过小于2%如果数据分散度较大，需要检特别是碱性溶液容易吸收CO₂导致浓度内部质控和外部比对来验证方法的准确查实验条件是否稳定，操作是否规范变化储存条件也很重要性和实验室的技术水平•定期重新标定•标准样品验证•至少3次平行测定•注意储存条件•实验室间比对•计算平均值和标准偏差•使用前检查澄清度•定期技术培训•剔除异常数据点技巧与注意事项仪器校准维护标准液保存环境因素控制滴定管使用前后都要彻底清洗，定期氢氧化钠溶液应储存在聚乙烯瓶中，实验室温度波动会影响溶液体积和反检查活塞是否漏液移液管要校准容避免玻璃瓶的硅酸盐污染瓶口要密应平衡湿度过高可能影响试剂的稳量偏差温度变化较大时应重新校准封防止吸收CO₂盐酸溶液相对稳定性通风要适当，既要保证安全又体积长期不用的仪器重新使用前要定，但也要避免挥发储存温度应保要避免挥发损失照明要充足以便观重新校准持稳定察颜色变化问题与解答1问题提出滴定酸性溶液时如何准确判断终点颜色变化？酚酞指示剂酚酞在pH

8.2-

10.0范围内从无色变为粉红色甲基橙指示剂甲基橙在pH

3.1-

4.4范围内从红色变为黄色选择原则指示剂变色范围应包含滴定的等价点pH值问题与解答21问题分析滴定速度过快会导致局部浓度过高，容易越过终点，造成正误差特别是在接近终点时，反应非常迅速，需要精确控制2速度控制初期可以较快滴定，距离终点2-3mL时应明显减慢速度最后阶段要逐滴加入，每滴都要充分摇匀后观察颜色变化3补救措施如果不慎过量，可以用被测溶液回滴，但这会增加误差最好的办法是重新开始滴定，严格控制滴定速度4数据处理过快滴定导致的数据通常偏大，应该舍弃这次实验数据，重新进行测定以确保结果的准确性同步拓展电位滴定电位测量原理电位滴定利用pH电极测量溶液的电位变化来确定终点玻璃电极对氢离子浓度敏感，能够连续监测pH值的微小变化，精度比指示剂法更高自动化程度高现代电位滴定仪可以自动识别拐点，消除主观判断误差计算机程序能够实时分析滴定曲线的一阶和二阶导数，精确确定等价点位置适用范围广电位滴定特别适用于有色溶液、浑浊溶液或者弱酸弱碱等传统指示剂难以应用的体系对于多元酸碱也能清楚地显示多个等价点滴定法常规报告格式结论与建议1总结实验结果，提出改进建议误差分析2分析误差来源，评估结果可靠性数据处理3记录原始数据，进行统计计算实验过程4详细描述实验步骤和观察现象理论基础5阐述实验原理和计算公式常考点归纳1概念区分等价点是理论上反应完全的点，终点是实验观察到的指示剂变色点两者之间的差异是滴定误差的主要来源，选择合适指示剂可以减小这种差异2读数规范滴定管读数要求视线与凹液面最低点水平，读数精确到

0.01mL初始读数不一定要调到零刻度，但要准确记录温度变化时要考虑体积膨胀效应3计算要点掌握浓度计算公式c₁V₁=c₂V₂的应用，注意单位统一理解pH与氢离子浓度的对数关系，熟练进行pH与浓度之间的换算4误差分析能够分析各种操作对结果的影响方向和程度如滴定管未润洗、读数视线偏差、指示剂用量等因素对测定结果的具体影响相关知识点回顾浓度表示方法化学反应方程式熟练掌握摩尔浓度、质量分数、摩尔分正确书写酸碱中和反应方程式，理解反12数等不同浓度表示方法及其相互换算应的化学计量关系和反应热效应溶液配制摩尔质量计算43掌握从固体试剂或浓溶液配制一定浓度准确计算各种化合物的摩尔质量，这是溶液的方法和计算浓度计算和物质的量换算的基础课堂互动题1滴定条件数值单位未知酸溶液体积

25.00mLNaOH标准溶液浓度

0.1000mol/L消耗NaOH体积______mL计算得到酸浓度

0.0800mol/L该酸溶液的pH值______/根据已知条件，计算空白处的数值这道题考查学生对滴定计算公式的掌握和pH计算的熟练程度课堂互动题2题目分析弱酸强碱滴定中，等价点pH值大于7，处于碱性范围需要选择在碱性区域变色的指示剂才能准确指示终点酚酞指示剂变色范围pH

8.2-

10.0，适合弱酸强碱滴定在等价点附近能够产生明显的颜色变化，从无色变为粉红色甲基橙指示剂变色范围pH

3.1-

4.4，不适合弱酸强碱滴定其变色点远离等价点，会产生较大的滴定误差。