实验六磷酸的电位滴定.docx

实验六磷酸的电位滴定应化1101夏海琴2014.11.13一、实验目的1. 掌握酸度计测量溶液pH和雷磁ZDJ-4A自动电位滴定仪的操作要点2. 了解电位滴定法的基本原理3. 学习使用Excel或Origin软件处理NaOH滴定磷酸的数据和绘图更直观地观察滴定曲线中的两个突跃，学会计算相应的两级解离常数4. 掌握用三切线法及一级、二级微商来处理实验数据和分析实验结果二、实验原理电位滴定法是根据滴定过程中，指示电极的电位或pH产生“突变”，从而确定滴定终点的一种分析方法在以NaOH滴定H3PO4时，将饱和甘汞电极及玻璃电极插入待测溶液中，使之组成原电池：Ag|AgCl，HCl(0.1mol/L)|玻璃膜|被测试液||KCI(>3.5mol/L)，HgCl2|Hgr."H+盐桥，—玻璃电极■■甘汞电极被测试液由于玻璃薄膜上的阳离子能与溶液中的H+产生离子交换而产生电势，因而称玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，当NaOH溶液不断滴入试液中，溶液H+的活度随着改变，电池的电势也不断变化，可用能斯特(Nernst)公式表示为E电池=2E0-0.059Vlga+或E电池=ZE°+0.059VpH此处AEe=E0(HgCl2/Hg)-E0AgCI/Ag)。

V，见图8-1以滴定体积VNaOH为横坐标，相应的溶液的pH为纵坐标，绘制NaOH滴定H3PO4的滴定曲线，曲线上呈现出两个滴定突跃，以“三切线法”作图，可以较准确地确定两个突跃范围内各自的滴定终点，即在滴定曲线两端平坦转折处作AB及CD两条切线，在“突跃部分”作EF切线与AB、CD两线相交于Q，P两点，在P、Q两点作PG，QH两条线平行于横坐标然后在此两条线之间作垂直线，在垂线一半的J点处，作JJ线平行于横坐标，J'点称为拐点，即为滴定终点此J'点投影于pH与V坐标上分别得到滴定终点时的pH和滴定剂的体积图8-1三切线法作图如要求更准确的确定滴定终点，可用一级微商法(dpH/dV-V)和二级微商法(d2pH/df-V)表8-1为数据处理示例如用三切线法求得第一个终点时，Vepi=19.00mL,用一级微商求得Vepi=19.50mL,用二级微商求得Vepi=19.46mL结果略有差异，用二级微商法处理准确度较高1.一级微商计算示例当滴入NaOH18.80mL至U19.00mL时，dpH/dV（叫（叫3・603・51=0.45V2V119.0018.80表8-1H3PO4电位滴定数据记录和处理示例加入NaOH溶液体积溶液pHApH/AVA2pH/AV2V/mLV平均值/mL11111118.80………3.51……18.90…………0.4519.00………3.60…………2.2519.10…………0.9019.20………3.78…………6.019.30…………2.1019.40………4.20…………3.019.50…………2.7019.60………4.70…………-4.519.70…………1.8019.80………5.10……19.90…………0.9020.00………5.28……1111110.45对应的体积V平均值=(V2+V1)/2=18.90mL,其余各点按相同方法计算得到表8-1o以ApH/AV为纵坐标，V平均值为横坐标作图，得图8-2(b)。

2.二级微商法示例先按上述方法求得19.10mL和18.90mL的一级微商后，再求出19.00mL的二级微商d2pH/dV2(pH/V)19.10(pH/V)18.90°.9°0.45=225V2V10.2=.此即为19.00mL对应的值以d2pH/dV2为纵坐标，对应的V为横坐标描点作图，得到图8-2(c)o显然,当A2pH/人/2=0时，二级微商由正值变化到负值，此点即为滴定终点用电位法绘制滴定曲线，不仅可以确定滴定终点，还能求算H3PO4的Ka1和Ka2从pH-V滴定曲线上找出滴定到第一个终点所用NaOH滴定剂体积一半时对应的pH,此时[H3PO4]〜[H2PO4-],由Ka1〜[H+][H2PO4-]/[H3PO4]计算得到Ka1=[H+],即pKa1=pH由于磷酸的Kai较大，用上述最简式计算误差大，最好采用下列公式计算^]="黑:黑黑](1)由于[H+]>>[OH-]，上式可简化为[H+]=K[H3PO4][H]ai[H2PO4][H]同理可得到H3PO4的Ka2,但应根据第二个滴定终点所用的NaOH体积一半时对应的pH求算此时pH粗略地估算约等于pK2较精确计算时，应将(2)式略作改变。

即[H+]=丁吟[H][hpo2]-[h]本实验要求用0.1molL-1NaOH滴定0.1mol-L-1H3PO4,绘制出pH-V滴定曲线由此滴定曲线上用三切线或一级微商法准确求出pHep1和pHep2；Ka1及Ka2其数据处理方法可以用手工法，也可以用计算机法处理H3PO4电位滴定数据的计算机程序介绍见附录08-2一级和二级微商三、仪器与试剂法处理滴定曲线(1) pHS-3c型酸度计及配套电极，雷磁ZDJ-4A自动电位滴定仪及配套电极2) 电磁搅拌器NaOH标准溶液0.1mol-L-1配制和标定见：靳素荣，王志花.分析化学实验[M].武汉：武汉理工大学出版社,2010年第45页⑷H3PO40.1mol-L-1溶液量取7.00mL原装H3PO4加水稀释至1L,充分摇匀，存放在试剂瓶中标准缓冲溶液0.025mol-L-1KH2PO4与0.025mol-L-1Na2HPO4的混合溶液，pH为6.8645) 甲基橙指示剂2g-L-16) 酚酞指示剂2g-L-1乙醇溶液四、实验步骤1. 连接电位滴定装置2. 熟悉pHs-3c型酸度计的正确使用方法及电极的安装、仪器的校正和定位及测量pH等主要操作。

3. 测量H3PO4试液的pH吸取20.00mL（或25.00mL）0.1mol・L-1H3PO4溶液放入150mL（或200mL）烧杯中，插入电极，如电极未被浸没，可适当加入一些蒸馏水至电极能被浸没装电极时，注竟不要碰撞按操作要领和步骤测量0.1mol-L"1H3PO4试液的pH4. 磷酸的电位滴定将0.1mol-L"1NaOH标准溶液装入碱式滴定管，搅拌磁子放入被测试液中，为了更好地观察终点，同时加入甲基橙和酚酞指示剂开动电磁搅拌器，用NaOH标准溶液滴定，开始时可一次滴入5mL，测量pH其后每加入2mLNaOH溶液测量相应的pH滴定至pH=3后，每隔0.1mL或0.2mL测量特别是突跃部分要多测几个点（可借助甲基橙指示剂的变色来判断第一个计量点）然后用0.lmol-L-1NaOH溶液继续滴定，方式与第一计量点相同，当被测试液中出现微红色时（或滴至pH=7.5后），每次滴入NaOH的体积要少，直至出现第二次突跃，测量至pH约为11.5时可停止滴定实验完毕，取下甘汞电极，用水吹洗，并用滤纸吸干后归还原处保存玻璃电极仍浸泡在盛有蒸馏水的烧杯中五、实验数据及处理加入NaOH溶液体积溶液pH△pH/AVA2pH/AV2V/mLV平均值/mL0.001.63P2.500.055.001.870.006.500.058.002.010.009.500.0511.002.160.0013.000.0615.002.410.0016.000.0817.002.560.0118.000.0919.002.740.0120.000.1221.002.980.0821.050.2021.103.001.0021.150.3021.203.03-1.00r21.250.2021.303.050.0021.350.2021.403.07-0.3321.500.1521.603.100.33r21.650.2021.703.120.3321.800.2521.903.17-0.3321.950.2022.003.190.00P22.050.2022.103.212.0022.150.4022.203.25-2.0022.250.2022.303.270.33P22.400.2522.503.322.3322.550.6022.603.38-2.0022.650.4022.703.42-1.00P22.800.2522.903.471.0022.950.4023.003.510.6723.100.5023.203.612.0023.250.8023.303.69-1.0023.350.7023.403.761.0023.450.8023.503.846.0023.551.4023.603.98-0.3323.701.3523.804.253.75P23.902.1024.004.67-2.0024.151.6024.305.15-3.2024.400.8024.505.31-0.75P24.600.6524.705.44-0.2524.800.6024.905.56-1.5025.000.3025.105.620.50P25.200.4025.305.70-1.0025.400.2025.505.740.5025.600.3025.705.80-0.13:25.850.2726.005.88-0.2726.100.2026.205.920.0026.300。