滴定曲線
(南一版 p.183)2
2. 強鹼滴定強酸:室時,如果以 0.10 M NaOH 的標準溶液滴定強酸 0.10 M HCl 50.00 mL,以溶 液pH 值對加入鹼的體積作圖,可得滴定曲線,如下圖。
▲ 標準
0.10 M NaOH 滴定強酸 0.10 M HCl 50.00 mL 所呈現的滴定曲線 說明:(1) 當滴入氫氧化鈉溶液體積為 50.00 mL 時達當量點,pH 值為 7。(2) 在當量點附近,pH 值變化很大,溶液 pH 在 4 至 10 之間,滴定曲線近乎鉛直,其對應的 橫坐標近乎50 mL。
(3) 凡變色範圍在 pH 在 4 至 10 之間的指示劑,如酚酉太、甲基紅或溴瑞香草酚藍等,均適合 做為本次滴定的指示劑。
(4) 如果以酚酉太為指示劑,滴定終點時,溶液將呈粉紅色;如果以溴瑞香草酚藍為指示劑,
滴定終點時,溶液將呈藍色。
▲ 以溴瑞香草酚藍為指示劑,滴定終點時,溶液將由黃色變藍色。
3. 強鹼滴定弱酸:室時,如果以標準 0.10 M NaOH 溶液滴定弱酸 0.10 M CH3COOH 溶液 50.00 mL,滴定曲線如下圖。
▲ 強鹼滴定弱酸時,當量點為鹼性。
說明:由圖中可看出,滴入的NaOH 溶液的體積為 50.00 mL 時達當量點,此時溶液的 pH>7,因此 應選擇鹼性範圍變色的指示劑,如酚酉太。
4. 強酸滴定弱鹼:室時,如以 0.10 M 鹽酸滴定 0.10 M 氨水 50.00 mL,滴定曲線如下圖。
▲ 強酸滴定弱鹼時,當量點為酸性。
說明:(1) 由圖中可看出,當量點的 pH<7,因此應選擇酸性範圍變色的指示劑,如甲基紅等。
(2) 當滴入的強酸體積為當量點的一半左右時,滴定曲線較平坦,顯示 pH 值變化緩慢,此時 的溶液屬於緩衝溶液,我們將在4-5 節討論其中的原理。
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室溫時,酸鹼強弱與當量點的 pH 值之間的關係 滴定型態 當量點 適用指示劑 滴定達當量點的一半時 滴定曲線
強鹼滴定強酸 pH=7
除變色範圍pH 值 太大或太小的極 端情況外,大多 可適用
強酸滴定強鹼 pH=7
除變色範圍pH 值 太大或太小的極 端情況外,大多 可適用
強鹼滴定弱酸 pH>7 鹼性範圍變色
之指示劑 pH=pKa
強酸滴定弱鹼 pH<7 酸性範圍變色
之指示劑 pOH=pKb
範例 滴定曲線 ★★★★★
圖中之甲、乙二條曲線是以鹼性水溶液,
分別滴定二個酸性水溶液的pH 值變化圖
,而丙、丁二條曲線則是以酸性水溶液分 別滴定二個鹼性水溶液。試問上述哪些酸 鹼滴定反應,適合以酚酉太作為指示劑?
(A)甲乙丙丁 (B)乙丙丁 (C)甲乙丁
(D)甲丙丁 (E)甲乙丙 【98.學測】
[答案] E
酚酉太為鹼型變色範圍指示劑 ∴找強酸+強鹼或強鹼+弱酸。
[類題] 下列四項有關酸鹼滴定的敘述,何者不正確?
(A)在酸鹼滴定中利用指示劑觀察到的終點與當量點不一定相等 (B)酸鹼滴定達當量點時,溶液呈中性反應
(C)一般強酸的滴定可選用變色範圍在 pH 值 8~10 之間的酚酉太當指示劑
(D)用 0.1 M 的 NaOH 溶液滴定 0.1 M 的醋酸溶液,達滴定終點時,溶液會使石蕊試紙變 藍
█: B 。
4
(達當量點,溶液不一定呈中性。)
範例 酸滴定過程 ★★★★
某HCl(aq) 50 mL 加入適當指示劑後,以 0.1 M NaOH(aq) 滴定,其滴定曲線如下圖所示,回答下
列問題: 【臺南女中】
(1) 圖中哪一點為當量點?此時水溶液中 NaCl 之莫耳濃度為若干?
(2) 圖中 A、B、D 三點的 pH 值分別為 X、Y、Z,則 X、Y、Z 之值各為何?
(3) 根據下表,應選擇哪一種指示劑最為恰當?
指示劑 酸型顏色 變色之pH 值範圍 鹼型顏色
甲基紫 黃 0.0~1.6 紫
百里酚藍 紅 1.2~2.8 黃
酚酉太 無 8.2~10 紫紅
茜素黃R 黃 10.1~12.0 紅 [答案]
(1) C,0.05 M;(2) X=1,Y=4,Z=10;(3)酚酉太
(1)由滴定曲線圖知,C 點為當量點,此時消耗 NaOH(aq) 50 mL,又 nNaCl=nNaOH,
所以[NaCl]==0.05(M)
(2)在當量點時,nH+=nOH-
[HCl]×50×1=0.1×50×1 [HCl]=0.1(M) [H+]=0.1 M;pH=1,即 X=1 在B 點時用去 49.9 mL 的 NaOH(aq),此時所剩HCl(aq) 濃度:
[HCl]'==10-4(M)
[H+]=10-4 M pH=4,即 Y=4
在D 點時,用去 50.1 mL 的 NaOH(aq),此時NaOH(aq) 過量,所剩 NaOH(aq) 濃度:
[NaOH]'==10-4(M) [OH-]=10-4 M;pOH=4 所以pH=14-4=10,即 Z=10
(3)指示劑的選用宜選指示劑的變色範圍落在滴定曲線幾近垂直線的部分,約在 pH 值為 4~10 之間,故宜選用酚酉太作為指示劑。
5
[類題] 小明以酚酉太為指示劑,用標準的氫氧化鈉溶液標定體
x×100×1=0.5×20×1 x=0.1(M)
(2)半當量點時,pH=pKa=5-1og 2=4.7
[類題] 小易在實驗室中配製了甲、乙兩杯溶液,甲:0.5 M HCl(aq);乙:0.5 M CH3COOH(aq),小易
若以0.10 M 氫氧化鈉溶液滴定 0.10 M 亞硫酸 25.00 mL 時,即可比較出單質子酸與多質子酸的 不同,如下圖所示的滴定曲線,雙質子酸顯示了兩個當量點。
▲ 以
0.10 M 氫氧化鈉滴定 25.0 mL 0.10 M 亞硫酸之滴定曲線範例 多質子酸的滴定 ★★★★
用0.20 M 的 NaOH(aq) 滴定 20.0 毫升的二元酸 H2A(aq),所得的滴定曲線如下圖,試回答下列問 題:
(1) 根據圖形,H2A 的 Ka1、Ka2各為多少?
(2) 計算滴定前(A 處)H2A(aq) 的 pH 值為多少?
[答案]
(1) K
a1=1.0×10
-4,K
a2=1.0×10
-8;(2) 2.35。
(1) B 點 [H2A]=[HA-] ∴