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单一多元酸和多元碱的滴定方法

发布时间:2018-04-15 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1521

多元酸(碱)多数是弱酸(碱),在水溶液中分步离解,对这类物质的滴定,首先要关注的是它的最后一步离解常数,例如:草酸是二元酸,Kal=5.9×10-2 ; Ka2=6.4×10-5。只要满足cKa2>10-8的条件,不管其Ka1,和Ka2,相差多少,都可以准确地滴定至第二个化学计量点测定其总酸含量,指示剂可根据第二个化学计量点的pH值或相应的滴定突跃选择。若用0.1mol/L NaOH滴定0.lmol/L H2C2O4,经计算,第二个化学计量点为pH=9,滴定突跃为pH=8~10,故选酚酞作指示剂。列弱酸(碱)的离解常数可知有相当数量的有机酸符合c·Kan>10-8的条件,如草酸、酒石酸邻苯二甲酸柠檬酸等。这些酸都可以用上述滴定草酸的方法滴定。

如若多元酸(碱)最后一步离解常数不满足cKan>10-8的条件,但是相邻二步离解常数如Ka1/Ka2≥105,则可以通过分步滴定来测定其含量,如磷酸的测定。磷酸的cKa3<10-8,而Ka1/Ka2≥105和Ka2/Ka3≥105,磷酸可分步准确滴定至H2A-和HA2-两个型体,第一个化学计量点产物为NaH2PO4,终点pH=4.66,可选用溴甲酚绿或甲基红作指示剂。若选甲基红为指示剂,终点由红变黄,终定误差约为-0.5%。第二个化学计量点产物为Na2HPO4,终点pH=9.78,可选用百里酚酞作指示剂,终点由无色变为浅蓝色,终定误差约为+0.3%。

多元碱的滴定类似于多元酸,只要符合cKbn>10-8的条件,通常都是滴定至最后一个化学计量点测定其总碱含量。若不满足cKbn>10-8的条件,只要相邻两步离解常数如Kbl/Kb2≥105,就可以通过分步滴定来测定其含量。现以c(HCl)=0.1000mo1/L HC1溶液滴定c(H2CO3)=0.1000mo1/L Na2CO3为例进行说明。滴定分两步进行:第一步CO32-+H+=HCO3-;第二步HCO3-+H+=CO2↑+H2O。

已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7; Ka2=5.6×10-11

则Na2CO3

判断:①cKb1=1.8×10-5>10-8;②cKb2=0.05×2.4×10-8=1.2×10-9,又有HCO3-的缓冲作用,第一突跃不够明显,第二突跃也不很理想。HCl滴定Na2CO3的滴定曲线如图7-14所示。

第一化学计量点时形成NaHCO3溶液,;pH=8.31,可选酚酞作指示剂,终点误差约1%,若选用甲酚红-百里酚蓝混合指示剂(pT=8.3),终点误差约0.5%。第二化学计量点时,溶液被滴定形成的CO2所饱和,H2CO3的浓度约为0.040mol/L,;pH=3.89,可用甲基橙作指示剂。但由于Kb2不够大,再加上CO2饱和使溶液酸度增大,终点提前,为此,在滴定近终点时应剧烈摇动,促使H2CO3分解,最好将溶液煮沸2min除去CO2,使突跃变大,冷却后继续滴定至终点。若第二化学计量点时使用甲基红-溴甲酚绿混合指示剂,颜色由绿变暗红,终点较敏锐。

图7-14HCl溶液滴定Na2CO3溶液的滴定曲线

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