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酸碱中和滴定实验主要是:强酸与强碱、强碱与弱酸、强酸与弱碱之间滴定,然后考查指示剂选择、滴定曲线、误差分析等。那为什么没有弱酸与弱碱之间的滴定实验呢?
一、能反应≠可以做滴定实验
滴定分析实验对反应有三个硬性要求:
1.反应能够定量进行,按固定化学计算比能完全反应;
2.计量点附近,加入极少量滴定液(半滴),pH要发生急剧突变——也就是要有滴定突跃。
3.存在合适指示剂,能在滴定终点发生清晰、快速的颜色变化,肉眼能分辨终点。
弱酸与弱碱的中和反应确实可以发生,但是,它们中和时没有明显的pH突跃。
对比理解:
✅强酸滴定弱碱(HCl滴定NH3·H2O):计量点前是NH3-NH4+缓冲体系;计量点后过量HCl是强酸,pH快速下降,有突跃,可以选甲基红作为指示剂。
✅强碱滴定弱酸(NaOH滴定CH3COOH):计量点前是HAc-Ac-缓冲体系;计量点后过量NaOH是强碱,pH快速拉升,有突跃,可以选酚酞作为指示剂。
❌弱酸滴定弱碱(CH3COOH滴定NH3·H2O):计量点前后体系中都存在缓冲体系,计量点前存在NH3/NH4+、计量点后存在CH3COOH/CH3COO-。由于前后都有缓冲,导致临近化学计量点,少加或多加半滴醋酸,pH都没有明显变化,没有突跃。
二、为什么没有突跃实验就不能做?
强酸强碱滴定:突跃宽,甲基橙、酚酞都能用;
强碱滴定弱酸:突跃偏碱性,选酚酞;
强酸滴定弱碱:突跃偏酸性,选甲基橙。
弱酸+弱碱体系:计量点附近pH变化特别平缓,颜色慢慢渐变,不是“滴入半滴瞬间变色”,导致观察者根本分不清到底什么时候到达了计量点,误差就会很大,完全达不到定量分析要求。
例如:计量点溶质是CH3COONH4,醋酸根水解显碱性、铵离子水解显酸性;醋酸Ka=1.75×10-5,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,计量点pH≈7。选甲基橙、酚酞都不合适,颜色变化慢,终点不清晰,主要是双重缓冲导致pH变化没有突跃,溶液颜色变化不明显。
三、弱酸与弱碱滴定不是绝对不能做,要看怎么做
不能依靠指示剂肉眼判断终点直接滴定;可以用电位pH计持续检测pH,依靠仪器记录曲线,实验室是可以做电位滴定的。高中没学,防止高考提供信息后考。
高中滴定默认是指示剂目视终点滴定,所以一般不会弱酸与弱碱之间相互滴定。
高考标准操作方案:
如果要测氨水浓度:不用醋酸,用标准盐酸滴定;
如果要测醋酸浓度:不用氨水,用标准NaOH溶液滴定。
用强酸、强碱做标准溶液,制造出清晰pH突跃,匹配指示剂,减小误差,这是实验室常规做法。
四、对接高考:这个知识点常怎么考?
常考题型为选择题、选项辨析题,常见问法:
1.判断实验方案是否可行:用醋酸标准溶液滴定氨水,选用酚酞作指示剂(×);
2.滴定曲线辨析:问哪一条曲线没有明显突跃(弱酸与弱碱之间滴定);
3.文字简答题:为什么不能用氨水滴定醋酸?
答题模板:弱酸滴定弱碱时,化学计量点附近溶液存在两组缓冲对,缓冲作用强,pH变化平缓,无明显滴定突跃,找不到合适指示剂准确判断滴定终点,误差太大,不适合滴定。
五、总结
中和滴定的灵魂是一滴定液带来的pH陡变。
弱酸遇上弱碱,计量点前后双重缓冲“稳住”pH,没有陡峭突跃,指示剂无法清晰变色,所以高中中和滴定体系里,我们总是用强酸、强碱作为标准滴定液,而不用弱酸或弱碱。
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