实验六磷酸的电位滴定.docx
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实验六磷酸的电位滴定
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HPQ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||KCl（>3.5mol/L），HgC"|Hg
J‘l4盐桥'丫
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rf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
OO
E电池=△E-0.059Vlgah+或E电池=△E+0.059VpH此处△Ee=Ee（HgCl2/Hg）-Ee（AgCl/Ag）。
以滴定体积Woh为横坐标，相应的溶液的pH为纵坐标，绘制NaOHS定HPQ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ABCD两线相交于Q,P两点，在P、Q两点作PGQH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V,见图8-1。
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/dV-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，
」（PH）v2（PH）%3.603.51=045
dpH/dV--=0.45
V-V19.0018.80
表8-1H3PQ电位滴定数据记录和处理示例
加入NaQH溶液体积
溶液pH
△pH/AV
A-pH/AV-
V/mL
V平均值/mL
1
1
1
1
1
1
18.80…
……3.51……
18.90……
……0.45
19.00…
……3.60……
……-.-5
19.10……
……0.90
19.20…
……3.78……
……6.0
19.30……
……-.10
19.40…
……4.-0……
……3.0
19.50……
……-.70
19.60…
……4.70……
……-4.5
19.70……
……1.80
19.80…
……5.10……
19.90……
……0.90
-0.00…
……5.-8……
1
1
1
1
1
1
0.45对应的体积V平均值=（V-+V1）/2=18.90mL，其余各点按相同方法计算得到表8-1。
以△pH/△V为纵坐标，V平均值为横坐标作图，得图8--（b）o
-.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。
（pH/V）19.10（pH/V）18.90
V2V1
此即为19.00mL对应的值。
以d-pH/dV为纵坐标，对应的V为横坐标描点作图，得到图8--（c）o显然,
当△2pH/△\V=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©和心。
从pH-V滴定曲线上找出滴定到第一个终点所用NaO!
滴定剂体积一半时对应
的pH,此时[H3PO]〜[H2PQ-]，由Kai"[H+][H2PQ-]/[H3PQ]计算得到K0i=[H+]，即pKai=pH=由于磷酸的心较大，用上述最简式计算误差大，最好采用下列公式计
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HPQ试液的pH
吸取20.00mL（或25.00mL）0.1mol•L-1HPQ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-1HPQ试液的pHo
4.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pHo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0.1
mol•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勺体积要少，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/AV
A2pH/AV2
V/mL
V平均值/mL
0.00
1.63
「2.50
0.05
5.00
1.87
0.00
6.50
0.05
8.00
2.01
0.00
9.50
0.05
11.00
2.16
0.00
13.00
0.06
15.00
2.41
0.00
16.00
0.08
17.00
2.56
0.01
18.00
0.09
19.00
2.74
0.01
20.00
0.12
21.00
2.98
0.08
21.05
0.20
21.10
3.00
1.00
21.15
0.30
21.20
3.03
-1.00
P21.25
0.20
21.30
3.05
0.00
21.35
0.20
21.40
3.07
-0.33
21.50
0.15
21.60
3.10
0.33
P21.65
0.20
21.70
3.12
0.33
21.80
0.25
21.90
3.17
-0.33
21.95
0.20
22.00
3.19
0.00
「22.05
0.20
22.10
3.21
2.00
22.15
0.40
22.20
3.25
-2.00
22.25
0.20
22.30
3.27
0.33
P22.40
0.25
22.50
3.32
2.33
22.55
0.60
22.60
3.38
-2.00
22.65
0.40
22.70
3.42
-1.00
P22.80
0.25
22.90
3.47
1.00
22.95
0.40
23.00
3.51
0.67
23.10
0.50
23.20
3.61
2.00
:
23.25
0.80
23.30
3.69
-1.00
23.35
0.70
23.40
3.76
1.00
23.45
0.80
23.50
3.84
6.00
23.55
1.40
23.60
3.98
-0.33
23.70
1.35
23.80
4.25
3.75
P23.90
2.10
24.00
4.67
-2.00
24.15
1.60
24.30
5.15
-3.20
24.40
0.80
24.50
5.31
-0.75
P24.60
0.65
24.70
5.44
-0.25
24.80
0.60
24.90
5.56
-1.50
25.00
0.30
25.10
5.62
0.50
P25.20
0.40
25.30
5.70
-1.00
25.40
0.20
25.50
5.74
0.50
25.60
0.30
25.70
5.80
-0.13
P25.85
0.27
26.00
5.88
-0.27
26.10
0.20
26.20
5.92
0.00
26.30
0.20
26.40
5.96
0.00
P26.50
0.20
26.60
6.00
-0.25
26.70
0.15
26.80
6.03
0.00
26.90
0.15
27.00
6.06
0.00
[27.10
0.15
27.20
6.09
0.00
27.30
0.15
27.40
6.12
-0.25
27.50
0.10
27.60
6.14
0.08
27.80
0.13
28.00
6.19
0.03
28.25
0.14
28.50
6.26
-0.04
28.75
0.12
29.00
6.32
-0.04
29.25
0.10
29.50
6.37
-0.04
29.75
0.08
30.00
6.41
0.04
P30.25
0.10
30.50
6.46
-0.04
30.75
0.08
31.00
6.50
0.00
31.25
0.08
31.50
6.54
0.00
P31.75
0.08
32.00
6.58
-0.01
32.50
0.07
33.00
6.65
0.00
33.50
0.07
34.00
6.72
0.01
:
34.50
0.08
35.00
6.80
0.00
35.50
0.08
36.00
6.88
-0.01
36.50
0.07
37.00
6.95
0.00
P37.50
0.07
38.00
7.02
0.01
38.50
0.08
39.00
7.10
-0.02
39.50
0.06
40.00
7.16
0.03
P40.50
0.09
41.00
7.25
-0.01
41.50
0.08
42.00
7.33
0.02
43.00
0.11
44.00
7.54
0.03
P44.50
0.15
45.00
7.69
0.04
45.50
0.19
46.00
7.88
0.11
46.50
0.30
47.00
8.18
0.58
47.50
0.88
48.00
9.06
0.29
48.50
1.17
49.00
10.23
-0.78
—49.50
0.39
50.00
10.62
-0.16
50.50
0.23
51.00
10.85
-0.09
51.50
0.14
52.00
10.99
-0.03
P52.50
0.11
53.00
11.10
-0.01
53.50
0.10
54.00
11.20
-0.02
54.50
0.08
55.00
11.28
-0.02
:
55.50
0.06
56.00
11.34
0.01
56.50
0.07
57.00
11.41
-0.02
57.50
0.05
58.00
11.46
0.00
P58.50
0.05
59.00
11.51
0.00
59.50
0.05
60.00
11.56
-0.01
61.00
0.04
62.00
11.64
0.00
P63.00
0.04
64.00
11.72
0.00
65.00
0.03
66.00
11.79
0.00
67.00
0.03
68.00
11.85
0.00
[69.00
0.03
70.00
11.91
0.00
70.50
0.03
71.00
11.94
-0.01
72.00
0.02
73.00
11.98
0.02
73.25
0.04
73.50
12.00
0.00
63.00
0.04
64.00
11.72
0.00
65.00
0.03
66.00
11.79
0.00
67.00
0.03
68.00
11.85
0.00
69.00
0.03
70.00
11.91
0.00
70.501
0.03
71.00
11.94
-0.01
72.00
0.02
73.00
11.98
0.02
73.25
0.04
73.50
12.00
0.00
表总
15.00
一
10.00
5.00
0.00
111
0.0020.0040.0060.00SO.00
V（N^0H）/nL
表贮
8
6u
00
V（NaOM）/oL
由上表计算可得所用磷酸的
pKai=6.80X10-3、pKa2=5.96X10-8
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