酸的位滴定
磷电
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实验 磷酸的电位滴定
一、实验目的
1.掌握电位滴定法的操作及确定计量点的方法; 2.学习用电位滴定法测定弱酸的pKa的原理及方法。 二、实验原理
电位滴定法对混浊、有色溶液的滴定有其独到的优越性,还可用来测定某些物质的电离平衡常数。
磷酸为多元酸,其pKa可用电位滴定法求得。当用NaOH标准液滴定至剩余H3PO4的浓度与生成H2PO4-的浓度相等,即半中和点时,溶液中氢离子浓度就是电离平衡常数Ka1。
H3PO4 + H2O = H3O+ + H2PO4-
[H3O?][H2PO4]Ka1?[H3PO4]
?
当H3PO4的一级电离释放出的H+被滴定一半时,[H3PO4]=[ H2PO4-],则K = [H3O+],pKa1 = pH。
同理:
H2PO4-= HPO42-+H3O+
Ka2[H3O?][HPO4]??[H2PO4]
2?
当二级电离出的H+被中和一半时,[H2PO4-]= [ HPO42-],则K = [H3O+],pKa2 = pH。 绘制pH-V滴定曲线,确定化学计量点,化学计量点一半的体积(半中和点的体积)对应的pH值,即为H3PO4的pKa。
三、仪器与试剂
pHS-3C型精密pH计,电磁搅拌器,25mL滴定管,移液管,100mL烧杯;0.1mol·L-1磷酸液,0.1mol·L-1NaOH标
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准溶液,pH=4.00、6.86、9.18标准缓冲溶液。
四、实验步骤
连接好滴定装置如图17-1所示。
1.用pH=4.00标准缓冲溶液校准pH计。
图17-1 滴定装置连接示意图 l.滴定管 2.pH计 3.复合pH电极 4.磷酸溶液 5.磁子 6.电磁搅
2.精密量取0.1mol·L-1磷酸样品溶液10mL,置100mL烧杯中,加蒸馏水10mL,插入甘汞电极与玻璃电极(或复合玻璃电极)。用0.1 mol·L-1NaOH标准液滴定,当NaOH标准液体积未达到10.00mL之前,每加2.00mLNaOH标准液记录一次pH值,在接近化学计量点(加入NaOH液时引起溶液的pH值变化逐渐增大)时,每次加入体积应逐渐减小,在化学计量点前后每加入一滴(如0.05mL),记录一次pH值,尽量使滴加的NaOH标准液体积相等,继续滴定直至过了第二个化学计量点时为止。当被滴定液pH值达到7时,用pH=9.18的标准缓冲溶液再校准一次酸度计。数据记录格式见表 。
H3PO4电位滴定数据处理表
滴定剂体积V(mL) 3.数据处理
pH计读数(pH) pH ?V ??V ?pH/平均体积 (1)按pH-V,?pH /?V-V法作图及按?2pH /?V2-V法作图,确定计量点,并计算H3PO4的准确浓度。
(2)由pH-V曲线找出第一个化学计量点的半中和点的pH值,以及第一个化学计量点到第二个化学计量点间的半中和点的pH值,确定出H3PO4的pKal和pKa2。计算H3PO4的Kal和Ka2。
五、注意事项
1.安装仪器、滴定过程中搅拌溶液时,要防止碰破玻璃电极。
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2.滴定剂加入后,要充分搅拌溶液,停止时再测定pH值,以得到稳定的读数。 3.在化学计量点前后,每次加入体积以相等为好,这样在数据处理时较为方便。 4.滴定过程中尽量少用蒸馏水冲洗,防止溶液过度稀释突跃不明显。 5.用玻璃电极测定碱溶液时,速度要快,测完后要将电极置于水中复原。 六、思考题
1.用NaOH滴定H3PO4,第一化学计量点和第二化学计量点所消耗的NaOH体积理应相等,为什么实际上并不相等?
2.如何根据滴定弱碱的数据求它的Kb?
3.磷酸的第三级电离常数Ka3可以从滴定曲线上求得吗?
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