实验六---磷酸的电位滴定.doc

实验六---磷酸的电位滴定————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 、-4A自动电位滴定仪的操作要点。。。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。、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***电极及玻璃电极插入待测溶液中,使之组成原电池:Ag|AgCl,HCl()|玻璃膜|被测试液||KCl(>),HgCl2|HgH+盐桥玻璃电极甘***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***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=ΔEθ–+或E电池=ΔEθ+=Eθ(HgCl2/Hg)-Eθ(AgCl/Ag)。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V,见图8-1。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/dV2-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,Vep1=,用一级微商求得Vep1=,用二级微商求得Vep1=。结果略有差异,用二级微商法处理准确度较高。,=-1H3PO4电位滴定数据记录和处理示例加入NaOH溶液体积溶液pHΔpH/ΔVΔ2pH/ΔV2V/mLV平均值/mL┆┆………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………-………………………………………………………………………………………………………………┆┆=(V2+V1)/2=,其余各点按相同方法计算得到表8-1。以ΔpH/ΔV为纵坐标,V平均值为横坐标作图,得图8-2(b)。,。=。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)。显然,当Δ2pH/ΔV2=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Ka1较大,用上述最简式计算误差大,最好采用下列公式计算。[H+]=(1)由于[H+]>>[OH-],上式可简化为[H+]=(2)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+]=(3)·L-·L-1H3PO4,绘制出pH-V滴定