摘要:在酸堿滴定分析教學(xué)過(guò)程中,酸堿滴定誤差的理解與計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)與重點(diǎn)。幾乎所有的教材均是以林邦經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)解決,但是沒(méi)有統(tǒng)一的格式,老師難教,學(xué)生難學(xué)。為了解決這一問(wèn)題,作者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,利用滴定誤差的基本定義,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn),老師易講,學(xué)生易懂,而且不用記公式,使得酸堿滴定教學(xué)環(huán)節(jié)既注重了基礎(chǔ),也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的應(yīng)用性與系統(tǒng)性。
關(guān)鍵詞:滴定分析;滴定誤差;質(zhì)子平衡;林邦公式
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)18-0108-02
滴定誤差也稱終點(diǎn)誤差,是滴定終點(diǎn)與化學(xué)點(diǎn)不一致所引起的誤差,記作ET%,它表示滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)所多加(或少加)的滴定劑的量在按計(jì)量關(guān)系計(jì)算應(yīng)當(dāng)加的滴定劑的量中所占的百分?jǐn)?shù)。即:
ET%=■×100=■×100%
為建立一個(gè)合適的酸堿滴定方法,評(píng)價(jià)其誤差大小是很必要的。但傳統(tǒng)的分析化學(xué)教材均是利用林邦公式進(jìn)行闡述[1,2,3],學(xué)生難以理解,且公式不統(tǒng)一。為了解決這一問(wèn)題,筆者在多年教學(xué)的基礎(chǔ)上,注重滴定誤差的基本公式,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,在滴定誤差分析講解時(shí)做了以下嘗試,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn)。
一、強(qiáng)堿強(qiáng)酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為強(qiáng)酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
所以C′HA,ep=[H+]ep=[OH-]ep
Et=-■=■×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
所以C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep
Et=■×100%
所以強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定,Et=■×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的鹽酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴鹽酸,為強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)pH=7.00;題目終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉過(guò)量,設(shè)定過(guò)量的氫氧化鈉的濃度為C。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
二、強(qiáng)堿弱酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為弱酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp+[HA]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
C′HA,ep=[H+]ep+[HA]ep-[OH-]ep
Et=-■=■×100%≈■-δHA×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep-[HA]ep
Et=■×100%
≈■-δHA×100%
所以強(qiáng)酸滴定弱酸Et=■-δHA×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的醋酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴醋酸,為強(qiáng)堿弱酸的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)全部轉(zhuǎn)化為NaAc,其濃度為0.05,引用文獻(xiàn)[4]此時(shí)pH=8.72;題目給定終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉不過(guò)量,設(shè)定不足的氫氧化鈉的濃度為C,相當(dāng)于沒(méi)有反應(yīng)的醋酸濃度。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=(■-δHA)×100%=(■-δHA)×100%=-0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=-0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中,利用滴定誤差的基本公式,結(jié)合對(duì)各種平衡條件的處理,解決了對(duì)絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等的誤差分析,在教學(xué)過(guò)程中起到了很好的效果。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中確實(shí)做到了利用基礎(chǔ),注重知識(shí)的應(yīng)用性和系統(tǒng)性。對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生理解、掌握知識(shí),解決問(wèn)題、開(kāi)拓思維起到了很好的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:147-152.
[2]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第四版,2001:71-73.
[3]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第三版,1996:103-116.
[4]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:144.
基金項(xiàng)目:紡織類人才培養(yǎng)過(guò)程中《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程設(shè)計(jì)(fzjg1107)。
作者簡(jiǎn)介:江銀枝(1973-),女,博士,副教授,教學(xué)領(lǐng)域:分析化學(xué)、藥物化學(xué)。endprint
摘要:在酸堿滴定分析教學(xué)過(guò)程中,酸堿滴定誤差的理解與計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)與重點(diǎn)。幾乎所有的教材均是以林邦經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)解決,但是沒(méi)有統(tǒng)一的格式,老師難教,學(xué)生難學(xué)。為了解決這一問(wèn)題,作者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,利用滴定誤差的基本定義,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn),老師易講,學(xué)生易懂,而且不用記公式,使得酸堿滴定教學(xué)環(huán)節(jié)既注重了基礎(chǔ),也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的應(yīng)用性與系統(tǒng)性。
關(guān)鍵詞:滴定分析;滴定誤差;質(zhì)子平衡;林邦公式
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)18-0108-02
滴定誤差也稱終點(diǎn)誤差,是滴定終點(diǎn)與化學(xué)點(diǎn)不一致所引起的誤差,記作ET%,它表示滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)所多加(或少加)的滴定劑的量在按計(jì)量關(guān)系計(jì)算應(yīng)當(dāng)加的滴定劑的量中所占的百分?jǐn)?shù)。即:
ET%=■×100=■×100%
為建立一個(gè)合適的酸堿滴定方法,評(píng)價(jià)其誤差大小是很必要的。但傳統(tǒng)的分析化學(xué)教材均是利用林邦公式進(jìn)行闡述[1,2,3],學(xué)生難以理解,且公式不統(tǒng)一。為了解決這一問(wèn)題,筆者在多年教學(xué)的基礎(chǔ)上,注重滴定誤差的基本公式,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,在滴定誤差分析講解時(shí)做了以下嘗試,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn)。
一、強(qiáng)堿強(qiáng)酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為強(qiáng)酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
所以C′HA,ep=[H+]ep=[OH-]ep
Et=-■=■×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
所以C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep
Et=■×100%
所以強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定,Et=■×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的鹽酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴鹽酸,為強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)pH=7.00;題目終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉過(guò)量,設(shè)定過(guò)量的氫氧化鈉的濃度為C。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
二、強(qiáng)堿弱酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為弱酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp+[HA]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
C′HA,ep=[H+]ep+[HA]ep-[OH-]ep
Et=-■=■×100%≈■-δHA×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep-[HA]ep
Et=■×100%
≈■-δHA×100%
所以強(qiáng)酸滴定弱酸Et=■-δHA×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的醋酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴醋酸,為強(qiáng)堿弱酸的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)全部轉(zhuǎn)化為NaAc,其濃度為0.05,引用文獻(xiàn)[4]此時(shí)pH=8.72;題目給定終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉不過(guò)量,設(shè)定不足的氫氧化鈉的濃度為C,相當(dāng)于沒(méi)有反應(yīng)的醋酸濃度。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=(■-δHA)×100%=(■-δHA)×100%=-0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=-0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中,利用滴定誤差的基本公式,結(jié)合對(duì)各種平衡條件的處理,解決了對(duì)絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等的誤差分析,在教學(xué)過(guò)程中起到了很好的效果。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中確實(shí)做到了利用基礎(chǔ),注重知識(shí)的應(yīng)用性和系統(tǒng)性。對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生理解、掌握知識(shí),解決問(wèn)題、開(kāi)拓思維起到了很好的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:147-152.
[2]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第四版,2001:71-73.
[3]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第三版,1996:103-116.
[4]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:144.
基金項(xiàng)目:紡織類人才培養(yǎng)過(guò)程中《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程設(shè)計(jì)(fzjg1107)。
作者簡(jiǎn)介:江銀枝(1973-),女,博士,副教授,教學(xué)領(lǐng)域:分析化學(xué)、藥物化學(xué)。endprint
摘要:在酸堿滴定分析教學(xué)過(guò)程中,酸堿滴定誤差的理解與計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)與重點(diǎn)。幾乎所有的教材均是以林邦經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)解決,但是沒(méi)有統(tǒng)一的格式,老師難教,學(xué)生難學(xué)。為了解決這一問(wèn)題,作者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,利用滴定誤差的基本定義,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn),老師易講,學(xué)生易懂,而且不用記公式,使得酸堿滴定教學(xué)環(huán)節(jié)既注重了基礎(chǔ),也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的應(yīng)用性與系統(tǒng)性。
關(guān)鍵詞:滴定分析;滴定誤差;質(zhì)子平衡;林邦公式
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)18-0108-02
滴定誤差也稱終點(diǎn)誤差,是滴定終點(diǎn)與化學(xué)點(diǎn)不一致所引起的誤差,記作ET%,它表示滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)所多加(或少加)的滴定劑的量在按計(jì)量關(guān)系計(jì)算應(yīng)當(dāng)加的滴定劑的量中所占的百分?jǐn)?shù)。即:
ET%=■×100=■×100%
為建立一個(gè)合適的酸堿滴定方法,評(píng)價(jià)其誤差大小是很必要的。但傳統(tǒng)的分析化學(xué)教材均是利用林邦公式進(jìn)行闡述[1,2,3],學(xué)生難以理解,且公式不統(tǒng)一。為了解決這一問(wèn)題,筆者在多年教學(xué)的基礎(chǔ)上,注重滴定誤差的基本公式,結(jié)合質(zhì)子平衡條件來(lái)計(jì)算剩余量或多余量,在滴定誤差分析講解時(shí)做了以下嘗試,從而解決了這一教學(xué)難點(diǎn)。
一、強(qiáng)堿強(qiáng)酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為強(qiáng)酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
所以C′HA,ep=[H+]ep=[OH-]ep
Et=-■=■×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
所以C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep
Et=■×100%
所以強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定,Et=■×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的鹽酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴鹽酸,為強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)pH=7.00;題目終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉過(guò)量,設(shè)定過(guò)量的氫氧化鈉的濃度為C。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
二、強(qiáng)堿弱酸的滴定
NaOH滴定HA,當(dāng)HA為弱酸時(shí),化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的質(zhì)子平衡式:
[H+]sp+[HA]sp=[OH-]sp
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉不足,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep=[OH-]ep+C′HA,ep(終點(diǎn)時(shí)沒(méi)有反應(yīng)的HA的濃度)
C′HA,ep=[H+]ep+[HA]ep-[OH-]ep
Et=-■=■×100%≈■-δHA×100%
如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈉過(guò)量,質(zhì)子平衡式:
[H+]ep+[HA]ep+C′NaOH,ep(終點(diǎn)時(shí)過(guò)量的NaOH的濃度)=[OH-]ep
C′NaOH,ep=[OH-]ep-[H+]ep-[HA]ep
Et=■×100%
≈■-δHA×100%
所以強(qiáng)酸滴定弱酸Et=■-δHA×100%
實(shí)例:用0.1000M的氫氧化鈉滴定0.1000的醋酸溶液,用酚酞做指示劑,終點(diǎn)pH=8.50,請(qǐng)計(jì)算其終點(diǎn)誤差。
解:氫氧化鈉滴醋酸,為強(qiáng)堿弱酸的滴定,化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)全部轉(zhuǎn)化為NaAc,其濃度為0.05,引用文獻(xiàn)[4]此時(shí)pH=8.72;題目給定終點(diǎn)pH=8.50,說(shuō)明氫氧化鈉不過(guò)量,設(shè)定不足的氫氧化鈉的濃度為C,相當(dāng)于沒(méi)有反應(yīng)的醋酸濃度。
又依題意化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)鈉離子的濃度為0.05000。
終點(diǎn)時(shí)[H+]=10-8?郾5,所以[OH-]=10-5?郾5
利用誤差原始公式:
Et=(■-δHA)×100%=(■-δHA)×100%=-0.01%
而利用林邦公式:
Et=■×100%=■×100%=-0.01%
可見(jiàn)二者結(jié)果一致。
筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中,利用滴定誤差的基本公式,結(jié)合對(duì)各種平衡條件的處理,解決了對(duì)絡(luò)合滴定、氧化還原滴定等的誤差分析,在教學(xué)過(guò)程中起到了很好的效果。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中確實(shí)做到了利用基礎(chǔ),注重知識(shí)的應(yīng)用性和系統(tǒng)性。對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生理解、掌握知識(shí),解決問(wèn)題、開(kāi)拓思維起到了很好的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:147-152.
[2]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第四版,2001:71-73.
[3]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,第三版,1996:103-116.
[4]武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,第五版,2007:144.
基金項(xiàng)目:紡織類人才培養(yǎng)過(guò)程中《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程設(shè)計(jì)(fzjg1107)。
作者簡(jiǎn)介:江銀枝(1973-),女,博士,副教授,教學(xué)領(lǐng)域:分析化學(xué)、藥物化學(xué)。endprint